Scandium, dengan simbol elemen SC dan bilangan atom 21, mudah larut dalam air, boleh berinteraksi dengan air panas, dan mudah gelap di udara. Valensi utamanya ialah+3. Ia sering dicampur dengan gadolinium, Erbium, dan unsur -unsur lain, dengan hasil yang rendah dan kandungan kira -kira 0.0005% dalam kerak. Scandium sering digunakan untuk membuat kaca khas dan aloi suhu tinggi ringan.
Pada masa ini, rizab scandium yang terbukti di dunia hanya 2 juta tan, 90 ~ 95% daripadanya terkandung dalam bijih titanium bauksit, fosforit dan besi, dan sebahagian kecil di uranium, thorium, tungsten dan bijih bumi jarang, terutamanya di Rusia, China, Tajikistan, Norway, Norway, Norway, Norway, Norway, Norway, Norway, Norway, Norway, Norway, Norway, Norway, Norway, Norway, Norway, Norway, Norway, Norway, Norway, Norway, Norway, Norway, Norway, Madagassan, Norway, Norway, Norway, Madagassan, Norway, Norway, Madagassan, Norway, Norway, Madagassan, Norway, Norway, Madagassan, Madagassa, China sangat kaya dengan sumber Scandium, dengan rizab mineral yang besar yang berkaitan dengan Scandium. Menurut statistik yang tidak lengkap, rizab scandium di China adalah kira -kira 600000 tan, yang terkandung dalam deposit Bauxite dan Fosforit, Porphyry dan Quartz Vein Tungsten Deposit di China Selatan, Deposit Bumi di South China, Bayan Obo Earth Ore di dalam Mongolia, dan Panzhihua di dalam Mongolia, dan Panzhihua di dalam mongolia, dan Panzhihua di dalam mongolia, dan Panzhihua di dalam mongolia, dan Panzhihua di dalam mongolia, dan Panzhihua di dalam mongolia, dan Panzhihua di dalam mongolia, dan Panzhihua di dalam Mongolia, dan Panzhihua di dalam mongolia, dan Panzhihua di dalam mongolia, dan Panzhihua di dalam mongolia, dan PANZHIA.
Oleh kerana kekurangan scandium, harga scandium juga sangat tinggi, dan pada puncaknya, harga scandium meningkat hingga 10 kali harga emas. Walaupun harga Scandium telah jatuh, ia masih empat kali harga emas!
Menemui Sejarah
Pada tahun 1869, Mendeleev melihat jurang dalam jisim atom antara kalsium (40) dan titanium (48), dan meramalkan bahawa terdapat juga elemen jisim atom pertengahan yang belum ditemui di sini. Dia meramalkan bahawa oksidanya adalah X ₂ O Å. Scandium ditemui pada tahun 1879 oleh Lars Frederik Nilson dari Universiti Uppsala di Sweden. Dia mengekstraknya dari lombong emas jarang hitam, bijih kompleks yang mengandungi 8 jenis oksida logam. Dia telah diekstrakErbium (iii) oksidadari bijih emas jarang hitam, dan diperolehYtterbium (iii) oksidaDari oksida ini, dan terdapat satu lagi oksida unsur yang lebih ringan, yang spektrumnya menunjukkan bahawa ia adalah logam yang tidak diketahui. Ini adalah logam yang diramalkan oleh Mendeleev, yang oksidaSc₂o₃. Logam scandium itu sendiri dihasilkan dariScandium chlorideoleh pencairan elektrolitik pada tahun 1937.
Mendeleev
Konfigurasi elektron
Konfigurasi Elektron: 1S2 2S2 2P6 3S2 3P6 4S2 3D1
Scandium adalah logam peralihan putih yang lembut, perak dengan titik lebur 1541 ℃ dan titik mendidih 2831 ℃.
Untuk jangka masa yang agak lama selepas penemuannya, penggunaan scandium tidak ditunjukkan kerana kesukaran pengeluarannya. Dengan peningkatan peningkatan kaedah pemisahan elemen nadir bumi, kini terdapat aliran proses yang matang untuk membersihkan sebatian scandium. Kerana scandium kurang alkali daripada yttrium dan lanthanide, hidroksida adalah yang paling lemah, jadi elemen nadir bumi bercampur mineral yang mengandungi scandium akan dipisahkan dari elemen nadir bumi dengan kaedah "langkah pemendakan" apabila scandium (iii) hidroksida dirawat dengan ammonia selepas dipindahkan ke dalam penyelesaian. Kaedah lain adalah untuk memisahkan scandium nitrat oleh penguraian polar nitrat. Kerana scandium nitrat adalah yang paling mudah untuk terurai, scandium boleh dipisahkan. Di samping itu, pemulihan komprehensif scandium yang disertakan dari uranium, thorium, tungsten, timah dan deposit mineral lain juga merupakan sumber penting scandium.
Selepas mendapatkan sebatian scandium tulen, ia ditukar menjadi sccl Å dan co cair dengan KCl dan LiCl. Zink cair digunakan sebagai katod untuk elektrolisis, menyebabkan scandium mendakan pada elektrod zink. Kemudian, zink disejat untuk mendapatkan scandium logam. Ini adalah logam putih perak yang ringan dengan sifat kimia yang sangat aktif, yang boleh bertindak balas dengan air panas untuk menghasilkan gas hidrogen. Jadi scandium logam yang anda lihat dalam gambar dimeteraikan dalam botol dan dilindungi dengan gas argon, jika tidak, scandium akan cepat membentuk lapisan oksida kuning atau kelabu gelap, kehilangan kilauan logam berkilatnya.
Aplikasi
Industri pencahayaan
Kegunaan scandium tertumpu dalam arah yang sangat cerah, dan ia tidak berlebihan untuk menyebutnya anak cahaya. Senjata sihir pertama Scandium dipanggil lampu sodium scandium, yang boleh digunakan untuk membawa cahaya kepada beribu -ribu isi rumah. Ini adalah lampu elektrik halida logam: mentol dipenuhi dengan natrium iodida dan scandium triiodide, dan scandium dan natrium foil ditambah pada masa yang sama. Semasa pelepasan voltan tinggi, ion scandium dan ion natrium masing-masing memancarkan cahaya panjang gelombang pelepasan ciri mereka. Garis spektrum natrium adalah 589.0 dan 589.6 nm, dua lampu kuning terkenal, manakala garis spektrum scandium adalah 361.3 ~ 424.7 nm, satu siri ultraviolet berhampiran dan pelepasan cahaya biru. Kerana mereka saling melengkapi, warna cahaya keseluruhan yang dihasilkan adalah cahaya putih. Ia adalah tepat kerana lampu natrium scandium mempunyai ciri -ciri kecekapan bercahaya yang tinggi, warna cahaya yang baik, penjimatan kuasa, kehidupan perkhidmatan yang panjang, dan keupayaan pemecahan kabut yang kuat yang boleh digunakan secara meluas untuk kamera televisyen, dataran, tempat sukan, dan pencahayaan jalan raya, dan dikenali sebagai sumber cahaya generasi ketiga. Di China, jenis lampu ini secara beransur -ansur dipromosikan sebagai teknologi baru, sementara di beberapa negara maju, jenis lampu ini digunakan secara meluas seawal tahun 1980 -an.
Senjata sihir kedua Scandium adalah sel fotovoltaik solar, yang dapat mengumpul cahaya yang bertaburan di atas tanah dan mengubahnya menjadi elektrik untuk memacu masyarakat manusia. Scandium adalah logam penghalang terbaik dalam penebat logam semikonduktor silikon solar sel dan sel solar.
Senjata sihir ketiga dipanggil γ sumber sinar, senjata ajaib ini dapat bersinar terang dengan sendirinya, tetapi cahaya semacam ini tidak dapat diterima oleh mata kasar, ia adalah aliran foton tenaga tinggi. Kami biasanya mengekstrak 45SC dari mineral, yang merupakan satu -satunya isotop semulajadi scandium. Setiap nukleus 45SC mengandungi 21 proton dan 24 neutron. 46SC, isotop radioaktif buatan, boleh digunakan sebagai sumber radiasi γ atau atom pengesan juga boleh digunakan untuk radioterapi tumor malignan. Terdapat juga aplikasi seperti Yttrium Gallium Scandium Garnet Laser,Scandium fluorideSerat optik inframerah kaca, dan tiub sinar katod bersalut scandium di televisyen. Nampaknya Scandium dilahirkan dengan kecerahan.
Industri aloi
Scandium dalam bentuk elemennya telah digunakan secara meluas untuk aloi aluminium doping. Selagi beberapa ribu scandium ditambah kepada aluminium, fasa Al3SC baru akan dibentuk, yang akan memainkan peranan metamorfisme dalam aloi aluminium dan menjadikan struktur dan sifat perubahan aloi dengan ketara. Menambah 0.2% ~ 0.4% SC (yang benar-benar serupa dengan perkadaran menambah garam untuk mengaduk sayur-sayuran goreng di rumah, hanya sedikit diperlukan) dapat meningkatkan suhu recrystallization aloi dengan 150-200 ℃, dan dengan ketara meningkatkan kekuatan suhu tinggi, kestabilan struktur, prestasi kimpalan, dan rintangan korosi. Ia juga boleh mengelakkan fenomena pelindung yang mudah berlaku semasa kerja jangka panjang pada suhu tinggi. Kekuatan yang tinggi dan aloi aluminium yang tinggi, aloi aluminium yang boleh dikimpal oleh kakisan yang tinggi, aloi aluminium yang tinggi.
Scandium juga merupakan pengubah yang sangat baik untuk besi, dan sedikit scandium dapat meningkatkan kekuatan dan kekerasan besi tuang. Di samping itu, scandium juga boleh digunakan sebagai tambahan untuk aloi tungsten dan kromium suhu tinggi. Sudah tentu, sebagai tambahan kepada membuat pakaian perkahwinan untuk orang lain, Scandium mempunyai titik lebur yang tinggi dan ketumpatannya sama dengan aluminium, dan juga digunakan dalam aloi ringan lebur yang tinggi seperti aloi scandium titanium dan aloi scandium magnesium. Walau bagaimanapun, disebabkan harga yang tinggi, ia biasanya hanya digunakan dalam industri pembuatan mewah seperti pengangkutan ruang dan roket.
Bahan seramik
Scandium, satu bahan, biasanya digunakan dalam aloi, dan oksida memainkan peranan penting dalam bahan seramik dengan cara yang sama. Bahan seramik zirkonia tetragonal, yang boleh digunakan sebagai bahan elektrod untuk sel bahan api oksida pepejal, mempunyai harta yang unik di mana kekonduksian elektrolit ini meningkat dengan peningkatan suhu dan kepekatan oksigen di alam sekitar. Walau bagaimanapun, struktur kristal bahan seramik ini sendiri tidak boleh wujud dengan stabil dan tidak mempunyai nilai perindustrian; Adalah perlu untuk doping beberapa bahan yang boleh membetulkan struktur ini untuk mengekalkan sifat asalnya. Menambah 6 ~ 10% Scandium Oxide adalah seperti struktur konkrit, supaya zirkonia dapat stabil pada kisi persegi.
Terdapat juga bahan-bahan seramik kejuruteraan seperti kekuatan tinggi dan tahan suhu tinggi silikon nitrida sebagai penstabil dan penstabil.
Sebagai penyembur,Scandium Oxideboleh membentuk fasa refraktori SC2SI2O7 di pinggir zarah halus, dengan itu mengurangkan ubah bentuk suhu tinggi seramik kejuruteraan. Berbanding dengan oksida lain, ia dapat meningkatkan sifat mekanikal suhu tinggi silikon nitrida.
Kimia Catalytic
Dalam kejuruteraan kimia, scandium sering digunakan sebagai pemangkin, manakala SC2O3 boleh digunakan untuk dehidrasi dan deoksidasi etanol atau isopropanol, penguraian asid asetik, dan pengeluaran etilena dari CO dan H2. Pemangkin Pt Al yang mengandungi SC2O3 juga merupakan pemangkin penting untuk pemurnian hidrogenasi minyak berat dan proses penapisan dalam industri petrokimia. Dalam tindak balas retak pemangkin seperti cumene, aktiviti pemangkin zeolit Sc-Y adalah 1000 kali lebih tinggi daripada pemangkin silikat aluminium; Berbanding dengan beberapa pemangkin tradisional, prospek pembangunan pemangkin scandium akan menjadi sangat terang.
Industri tenaga nuklear
Menambah sedikit SC2O3 ke UO2 dalam bahan bakar nuklear reaktor suhu tinggi boleh mengelakkan transformasi kekisi, peningkatan jumlah, dan retak yang disebabkan oleh penukaran UO2 hingga U3O8.
Sel bahan bakar
Begitu juga, menambah 2.5% hingga 25% scandium ke bateri nikel alkali akan meningkatkan hayat perkhidmatan mereka.
Pembiakan Pertanian
Dalam bidang pertanian, benih seperti jagung, bit, kacang, gandum dan bunga matahari boleh dirawat dengan scandium sulfat (kepekatan umumnya 10-3 ~ 10-8mol/L, tumbuhan yang berbeza akan berbeza), dan kesan sebenar mempromosikan percambahan telah dicapai. Selepas 8 jam, berat kering akar dan tunas meningkat sebanyak 37% dan 78% masing -masing berbanding dengan anak benih, tetapi mekanisme masih dalam kajian.
Dari perhatian Nielsen kepada hutang data massa atom ke hari ini, Scandium telah memasuki visi rakyat hanya seratus atau dua puluh tahun, tetapi hampir duduk di bangku selama seratus tahun. Tidak sampai perkembangan sains material yang kuat pada akhir abad yang lalu, ia membawa daya hidup kepadanya. Hari ini, unsur-unsur nadir bumi, termasuk scandium, telah menjadi bintang panas dalam sains bahan, memainkan peranan yang sentiasa berubah dalam beribu-ribu sistem, membawa lebih banyak kemudahan kepada kehidupan kita setiap hari, dan mewujudkan nilai ekonomi yang lebih sukar untuk diukur.
Masa Post: Jun-29-2023