Scandium, leis an t-samhla eileamaid Sc agus an àireamh atamach 21, tha e furasta a sgaoileadh ann an uisge, faodaidh e eadar-obrachadh le uisge teth, agus bidh e a’ dorchachadh gu furasta san adhar. Is e +3 a phrìomh bhaileans. Bidh e gu tric air a mheasgachadh le gadolinium, erbium, agus eileamaidean eile, le toradh ìosal agus susbaint de mu 0.0005% anns a’ rùsg. Bithear gu tric a’ cleachdadh scandium gus glainne sònraichte agus aloidhean teòthachd àrd aotrom a dhèanamh.
An-dràsta, chan eil ach 2 mhillean tunna de stòrasan dearbhte scandium san t-saoghal, agus tha 90~95% dhiubh sin ann am mèinnean Bauxite, fosfarite agus titanium iarainn, agus pàirt bheag ann am mèinnean uranium, thorium, tungsten agus mèinnean talmhainn tearc, air an sgaoileadh sa mhòr-chuid anns an Ruis, Sìona, Tajikistan, Madagascar, Nirribhidh agus dùthchannan eile. Tha Sìona glè bheairteach ann an goireasan scandium, le stòrasan mèinnearach mòra co-cheangailte ri scandium. A rèir staitistig neo-choileanta, tha timcheall air 600,000 tunna de stòrasan scandium ann an Sìona, agus tha iad sin ann an tasgaidhean Bauxite agus fosfarite, tasgaidhean tungsten porphyry agus vein quartz ann an Sìona a Deas, tasgaidhean talmhainn tearc ann an Sìona a Deas, tasgadh mèinn iarainn talmhainn tearc Bayan Obo ann am Mongolia a-staigh, agus tasgadh magnetite titanium vanadium Panzhihua ann an Sichuan.
Air sgàth gainnead scandium, tha prìs scandium glè àrd cuideachd, agus aig an ìre as àirde, bha prìs scandium air a mheudachadh gu 10 uiread prìs òir. Ged a tha prìs scandium air tuiteam, tha e fhathast ceithir uiread prìs òir!
A’ lorg eachdraidh
Ann an 1869, mhothaich Mendeleev beàrn ann am mais atamach eadar calcium (40) agus titanium (48), agus rinn e ro-innse gu robh eileamaid mais atamach eadar-mheadhanach nach deach a lorg an seo cuideachd. Rinn e ro-innse gur e X ₂ O Å an ogsaid aige. Chaidh scandium a lorg ann an 1879 le Lars Frederik Nilson à Oilthigh Uppsala san t-Suain. Thug e a-mach e bhon mhèinn òir dhubh tearc, mèinn iom-fhillte anns a bheil 8 seòrsaichean de ogsaidean meatailt. Tha e air a thoirt a-machErbium(III) ogsaidbho mhèinn òir dhubh tearc, agus fhuaireadh eOgsaid ytterbium(III)bhon ocsaid seo, agus tha ocsaid eile ann de eileamaid nas aotroime, agus tha an speactram aige a’ sealltainn gur e meatailt neo-aithnichte a th’ ann. Is e seo am meatailt a ro-innse Mendeleev, agus is e an ocsaid aigeSc₂O₃Chaidh am meatailt scandium fhèin a dhèanamh àclòraid scandiumle leaghadh electrolytic ann an 1937.
Mendeleev
Rèiteachadh electron
Rèiteachadh electron: 1s² 2s² 2p6 3s² 3p6 4s² 3d1
'S e meatailt gluasaid bog, airgid-geal a th' ann an scandium le puing leaghaidh de 1541 ℃ agus puing goil de 2831 ℃.
Airson ùine mhòr às dèidh a lorg, cha deach cleachdadh scandium a dhearbhadh air sgàth cho duilich ‘s a bha e a bhith ga dhèanamh. Leis a’ leasachadh a tha a’ sìor fhàs ann an dòighean dealachaidh eileamaidean talmhainn tearc, tha sruth-obrach aibidh ann a-nis airson todhar scandium a ghlanadh. Leis gu bheil scandium nas lugha alcalin na yttrium agus Lanthanide, is e an haidreocsaid an fheadhainn as laige, agus mar sin thèid am mèinnear measgaichte eileamaidean talmhainn tearc anns a bheil scandium a sgaradh bhon eileamaid talmhainn tearc leis an dòigh “deigheadh ceum air cheum” nuair a thèid Scandium (III) haidreocsaid a làimhseachadh le ammonia às deidh dha a bhith air a ghluasad gu fuasgladh. Is e an dòigh eile Scandium nitrate a sgaradh le lobhadh polar de nitrate. Leis gur e scandium nitrate an dòigh as fhasa a lobhadh, faodar scandium a sgaradh. A bharrachd air an sin, tha faighinn air ais scandium coileanta bho uranium, thorium, tungsten, staoin agus tasgaidhean mèinnearach eile cuideachd na thùs cudromach de scandium.
Às dèidh todhar scandium fìor-ghlan fhaighinn, thèid a thionndadh gu ScCl Å agus a cho-leaghadh le KCl agus LiCl. Bithear a’ cleachdadh an sinc leaghte mar an catod airson electrolysis, ag adhbhrachadh gum bi scandium a’ sileadh air an electrod sinc. An uairsin, thèid an sinc a ghalachadh gus scandium meatailteach fhaighinn. Is e meatailt geal airgid aotrom a tha seo le feartan ceimigeach glè ghnìomhach, a dh’ fhaodas freagairt le uisge teth gus gas haidridean a chruthachadh. Mar sin, tha am meatailt scandium a chì thu san dealbh air a seuladh ann am botal agus air a dhìon le gas argon, air neo cruthaichidh scandium sreath ocsaid dorcha buidhe no liath gu sgiobalta, a’ call a shoilleireachd meatailteach gleansach.
Iarrtasan
Gnìomhachas solais
Tha cleachdaidhean scandium air an dùmhlachadh ann an stiùiridhean glè shoilleir, agus chan eil e na àibheiseachadh a bhith ga ainmeachadh mar Mhac an t-Solais. Canar lampa sodium scandium ris a’ chiad armachd draoidheil aig scandium, a dh’ fhaodar a chleachdadh gus solas a thoirt do mhìltean de dhachaighean. Is e solas dealain halide meatailt a tha seo: tha am bulb air a lìonadh le sodium iodide agus scandium triiodide, agus tha scandium agus sodium foil air an cur ris aig an aon àm. Rè sgaoileadh àrd-bholtaids, bidh ianan scandium agus ianan sodium fa leth a’ leigeil a-mach solas de na tonnan-sgaoilidh sònraichte aca. Is e loidhnichean speactram sodium 589.0 agus 589.6 nm, dà sholas buidhe ainmeil, agus tha loidhnichean speactram scandium 361.3 ~ 424.7 nm, sreath de sgaoilidhean solais faisg air ultraviolet agus gorm. Leis gu bheil iad a’ cur ri chèile, is e solas geal an dath solais iomlan a thèid a thoirt a-mach. ’S ann dìreach air sgàth ’s gu bheil feartan èifeachdais shoilleir àrd, deagh dhath solais, sàbhaladh cumhachd, beatha seirbheis fhada, agus comas làidir briseadh ceò aig lampaichean sodium scandium a ghabhas an cleachdadh gu farsaing airson camarathan telebhisean, ceàrnagan, ionadan spòrs, agus solais rathaid, agus tha iad air an aithneachadh mar stòran solais an treas ginealach. Ann an Sìona, tha an seòrsa lampa seo ga bhrosnachadh mean air mhean mar theicneòlas ùr, agus ann an cuid de dhùthchannan leasaichte, chaidh an seòrsa lampa seo a chleachdadh gu farsaing cho tràth ris na 1980n.
Is e ceallan grèine photovoltaic an dàrna armachd draoidheil aig scandium, a dh’ fhaodas an solas a tha sgapte air an talamh a chruinneachadh agus a thionndadh gu dealan gus comann-daonna a stiùireadh. ’S e scandium am meatailt bacaidh as fheàrr ann an ceallan grèine silicon leth-sheoltanach inslitheach meatailt agus ceallan grèine.
Canar stòr ghathan γA ris an treas armachd draoidheil aige, faodaidh an t-arm draoidheil seo deàrrsadh gu soilleir leis fhèin, ach chan urrainn don t-sùil rùisgte an seòrsa solais seo fhaighinn, is e sruthadh foton àrd-lùtha a th’ ann. Mar as trice bidh sinn a’ toirt a-mach 45Sc bho mhèinnirean, agus is iad sin na h-aon isotopan nàdarra de scandium. Tha 21 proton agus 24 niùtron anns gach niùclas 45Sc. Faodar 46Sc, isotop rèidio-beò fuadain, a chleachdadh mar stòran rèididheachd γ no faodar dadaman lorg a chleachdadh cuideachd airson rèididheachd-leighis tumhair malignant. Tha tagraidhean ann cuideachd leithid yttrium gallium scandium garnet laser,Fluaraid scandiumsnàithleach optaigeach infridhearg glainne, agus tiùb gath-chatod còmhdaichte le scandium air telebhisean. Tha e coltach gu bheil scandium air a bhreith le soilleireachd.
Gnìomhachas alloy
Tha scandium na chruth eileamaideach air a chleachdadh gu farsaing airson aloidhean alùmanaim a dhopadh. Cho fad ‘s a thèid beagan mhìltean de scandium a chur ri alùmanum, thèid ìre ùr Al3Sc a chruthachadh, a bhios a’ cluich pàirt Metamorphism ann an aloidh alùmanaim agus a’ toirt air structar agus feartan an aloidh atharrachadh gu mòr. Faodaidh cur 0.2% ~ 0.4% Sc (a tha glè choltach ris a’ chuibhreann de bhith a’ cur salainn ri glasraich friochte aig an taigh, chan eil feum ach air beagan) teòthachd ath-chriostalachadh an aloidh àrdachadh le 150-200 ℃, agus neart teòthachd àrd, seasmhachd structarail, coileanadh tàthaidh, agus strì an aghaidh creimeadh a leasachadh gu mòr. Faodaidh e cuideachd an iongantas embrittlement a sheachnadh a tha furasta tachairt rè obair fad-ùine aig teòthachd àrd. Tha cothroman leasachaidh glè tharraingeach aig aloidh alùmanaim neart àrd agus cruaidh àrd, aloidh alùmanaim tàthaichte ùr àrd-neart a tha an aghaidh creimeadh, aloidh alùmanaim ùr àrd-teodhachd, aloidh alùmanaim àrd-neart a tha an aghaidh rèididheachd neodron àrd, msaa., ann an aerospace, itealain, soithichean, reactaran niùclasach, carbadan aotrom agus trèanaichean àrd-astar.
Tha scandium cuideachd na inneal-atharrachaidh sàr-mhath airson iarann, agus faodaidh beagan de scandium neart agus cruas iarainn tilgte a leasachadh gu mòr. A bharrachd air an sin, faodar scandium a chleachdadh cuideachd mar stuth-leasachaidh airson aloidhean tungsten agus cròmium aig teòthachd àrd. Gu dearbh, a bharrachd air aodach pòsaidh a dhèanamh dha feadhainn eile, tha puing leaghaidh àrd aig scandium agus tha an dùmhlachd aige coltach ri alùmanum, agus tha e cuideachd air a chleachdadh ann an aloidhean aotrom le puing leaghaidh àrd leithid aloidhean titanium scandium agus aloidhean magnesium scandium. Ach, air sgàth a phrìs àrd, mar as trice chan eilear ga chleachdadh ach ann an gnìomhachasan saothrachaidh àrd-ìre leithid spàlan-fànais agus rocaidean.
Stuth ceirmeach
'S e stuth singilte a th' ann an scandium, agus mar as trice bithear a' cleachdadh ann an aloidhean, agus tha pàirt chudromach aig na h-ocsaidean aige ann an stuthan ceirmeag san aon dòigh. Tha feart sònraichte aig an stuth ceirmeag zirconia ceithir-thaobhach, a ghabhas cleachdadh mar stuth electrode airson ceallan connaidh ocsaid chruaidh, far a bheil seoltachd an electrolyte seo ag àrdachadh le teòthachd agus dùmhlachd ocsaidean san àrainneachd a tha ag àrdachadh. Ach, chan urrainn do structar criostail an stuth ceirmeag seo fhèin a bhith ann gu seasmhach agus chan eil luach gnìomhachais aige; Tha e riatanach cuid de stuthan a dhopadh a dh'fhaodas an structar seo a chàradh gus na feartan tùsail aige a chumail suas. Tha cur 6 ~ 10% de scandium ocsaid coltach ri structar concrait, gus an urrainnear zirconia a dhèanamh seasmhach air lattice ceàrnagach.
Tha stuthan ceirmeag innleadaireachd ann cuideachd leithid silicon nitride àrd-neart agus a tha an aghaidh teòthachd àrd mar dùmhlaichean agus stabilizers.
Mar dhlùthadair,Ogsaid sgandiumFaodaidh e ìre teas-dhìonach Sc2Si2O7 a chruthachadh aig oir mìrean mìne, agus mar sin lughdachadh deformachadh àrd-teòthachd ceirmeag innleadaireachd. An coimeas ri ocsaidean eile, faodaidh e feartan meacanaigeach àrd-teòthachd silicon nitride a leasachadh nas fheàrr.
Ceimigeachd catalaíoch
Ann an innleadaireachd cheimigeach, thathas gu tric a’ cleachdadh scandium mar chatalaiche, agus faodar Sc2O3 a chleachdadh airson dì-uisgeachadh agus dì-ocsaidachadh ethanol no isopropanol, lobhadh searbhag aiseatach, agus cinneasachadh ethylene bho CO agus H2. Tha an catalaiche Pt Al anns a bheil Sc2O3 cuideachd na chatalaiche cudromach airson pròiseasan glanaidh agus grinneachaidh hydrogenation ola throm ann an gnìomhachas peitriceimiceach. Ann an ath-bheachdan sgàineadh catalaíoch leithid Cumene, tha gnìomhachd catalaiche zeolite Sc-Y 1000 uair nas àirde na gnìomhachd catalaiche silicate alùmanum; an coimeas ri cuid de chatalaichean traidiseanta, bidh cothroman leasachaidh catalaichean scandium glè shoilleir.
Gnìomhachas lùth niùclasach
Le bhith a’ cur beagan de Sc2O3 ri UO2 ann an connadh niùclasach reactar àrd-teodhachd, faodar cruth-atharrachadh cliathaich, àrdachadh ann an tomhas-lìonaidh, agus sgàineadh air adhbhrachadh le tionndadh UO2 gu U3O8 a sheachnadh.
Cealla connaidh
San aon dòigh, ma chuireas tu 2.5% gu 25% scandium ri bataraidhean nicil alcali, meudaichidh sin am beatha seirbheis.
Briodachadh àiteachais
Ann an àiteachas, faodar sìol leithid arbhar, biatas, peasairean, cruithneachd agus lus na grèine a làimhseachadh le Scandium sulfate (mar as trice bidh an dùmhlachd 10-3 ~ 10-8mol / L, bidh diofar aig diofar lusan), agus tha a’ bhuaidh fhìor air a bhith a’ brosnachadh ginideachadh air a choileanadh. Às deidh 8 uairean a thìde, mheudaich cuideam tioram freumhaichean agus gucagan 37% agus 78% fa leth an taca ri sìol-chraobhan, ach tha an dòigh-obrach fhathast fo sgrùdadh.
Bho aire Nielsen gu fiachan dàta mais atamach gu ruige seo, chan eil scandium air a bhith ann an sealladh dhaoine ach airson ceud no fichead bliadhna, ach tha e cha mhòr air a bhith na laighe air a’ bheing airson ceud bliadhna. Cha b’ ann gus an do leasaich saidheans stuthan gu làidir aig deireadh na linne mu dheireadh a thug e spionnadh dha. An-diugh, tha eileamaidean talmhainn tearc, a’ gabhail a-steach scandium, air a bhith nan rionnagan teth ann an saidheans stuthan, a’ cluich dhleastanasan a tha an-còmhnaidh ag atharrachadh ann am mìltean de shiostaman, a’ toirt barrachd goireasachd don ar beatha a h-uile latha, agus a’ cruthachadh luach eaconamach a tha eadhon nas duilghe a thomhas.
Àm puist: 29 Ògmhios 2023