nadir earth element serisi: scandium

nadir toprak elemanları, periyodik tablonun grup iiib'sinde toplam 17 element olan sc (skandiyum), y (yttrium) ve la ~ lu'ya (lantanid elemanları) bakar.

dmitri mendeleev (1834-1907) skanyumun varlığını öngördü

nilson (lfnilson, 1840-1899) ve cleve (ptcleve, 1840-1905) scandium'u keşfetti.

17 nadir dünya elemanı

scandium, 21 atom sayısına sahip en yüksek seviyeli geçiş metalidir, ancak periyodik tablodaki komşularından ve hatta nadir toprak elemanları arasında daha sonra keşfedilmiştir. scandium, berilyum, bor, strontium, tin, germanyum, arsenik, selenium ve tungsten ile karşılaştırılabilir olan dünya kabukunda, son derece dağınık ve tipik olarak litofil bir elementtir. diğer nadir toprak elemanlarının aksine, skandyum atomik yapısında 4f elektrondan yoksundur ve nispeten küçük bir iyonik yarıçapa sahiptir. sonuç olarak, diğer nadir toprak unsurları ile aynı yakın ilişkileri sergilemez ve nispeten bağımsız özellikler gösterir. scandium içeren 800'den fazla mineral var, ancak skandiyumun bağımsız mineralleri olarak, skandiyum yttrium cevheri, hidroksiapatit skandiyum, silikon skandiyum cevheri ve titanyum silikat skanyum cevheri gibi sadece birkaç tane var. mevduat küçük ve doğada nadirdir. skandiyumun kimyasal özellikleri çok aktiftir ve yüksek saflıkta metalleri çıkarmak zordur.

yüksek saflık skandyumunun karmaşık kompozisyon ve düşük skandiyum içeriğine sahip hammaddelerden zenginleştirilmesi, ayrılması ve çıkarılması işlemi oldukça karmaşıktır, bu da düşük skandiyum üretimi ve yüksek fiyatlara neden olur. yüksek skandyum fiyatına rağmen, insanların uygulamalarını keşfetmesini engellemiyor. şu anda, skandiyumun mükemmel özellikleri hala elektrikli ışık kaynakları, havacılık, elektronik endüstrisinde, nükleer teknoloji ve süper iletken teknoloji gibi önemli alanlarda kullanılmaktadır.

● klasik uygulama 1: katı elektrolitlerde skandiyum oksit

skandiyum oksit stabilize zirkoni (scsz), katı oksit yakıt hücreleri (sofc'ler) için geleneksel yttriyum oksit stabilize zirkonya (ysz), çok umut verici bir orta sıcaklık katı elektrolit türü olan sofc'lerin güç yoğunluğunu iki katına çıkarır.

● klasik uygulama 2: alüminyum-skandyum alaşım hedefleri elektronik bilgi alanında kullanılır

alüminyum-skandyum alaşımı, yüksek performanslı alüminyum-skandyum nitrür piezoelektrik filmler hazırlamak için kullanılır. yeni nesil piezoelektrik malzemeler olarak. sadece yüksek ses hızını ve yüksek sıcaklık direncini korumakla kalmaz, aynı zamanda piezoelektrik katsayısını 3,5 kata kadar önemli ölçüde iyileştirirken, bant genişliği 2,56 kez geliştirilebilir ve geleneksel alüminyum nitrürün performansını kırabilir. yüksek frekanslı filtrelere, yeni mikro-elektromekanik sistem (mems) cihazlarına ve parmak izi tanıma sensörlerine uygulanır. 5g iletişim, otomotiv yongaları, biyomıp, uydu iletişimi, radar algılama ve diğer alanlar için anahtar malzeme.

↑↑ alüminyum scandium alaşım hedefi

● klasik uygulama 3: alaşım endüstrisinde skandiyum uygulaması

tek bir formdaki skandiyum, alüminyum alaşım dopinginde yaygın olarak kullanılır. alüminyum alaşımına birkaç bin skandiyum eklemek, alüminyum alaşımını değiştirecek ve alaşımın yapısını ve özelliklerini önemli ölçüde değiştirecek yeni bir al3sc fazı üretecektir. % 0.2 ila% 0.4 sc ilave, alaşımın yeniden kristalleşme sıcaklığını 150 ila 200 ° c artırabilir, yüksek sıcaklık mukavemeti, yapısal stabilite, kaynak performansı ve korozyon direncini önemli ölçüde iyileştirebilir ve yüksek sıcaklık ile uzun vadeli çalışma sırasında meydana gelmesi kolay olan kucaklama fenomenini önleyebilir. havacılık, havacılık, gemiler, nükleer reaktörler, hafif araçlar, yüksek hızlı trenler ve diğer alanlarda çok çekici bir gelişme beklentisine sahiptir.

↑↑ alüminyum scandium alaşım

çünkü skandiyumun yüksek bir erime noktası vardır, ancak yoğunluğu alüminyum'a yakındır. ayrıca skandiyum-titanyum alaşımı ve skandiyum-magnezyum alaşımı gibi yüksek eritme noktalı hafif alaşımlarda da kullanılır. yüksek fiyatı nedeniyle, sadece uzay servisleri gibi üst düzey üretim endüstrilerinde kullanılır.

scandium-alüminyum alaşımı üzerine yapılan araştırma pratik aşamaya girmiştir. rusya'da üretilmiştir ve uçak üretiminde yaygın olarak kullanılmaktadır, abd ise çeşitli spor ekipmanları üretmek için kullanır.

klasik uygulama 4: skanyum işık kaynaklarında, güneş pili ve atom tracer'da kullanılır

scandium'un spektral çizgisi 361.3 ~ 424.7nm, yakın ultraviyole ve mavi ışıktır ve spektral sodyum çizgisi 589.0nm ve 589.6nm, iki ünlü sarı ışıktır. i̇ki spektral skandiyum ve sodyum çizgisi güneş ışığına yakın. aynı aydınlatmaya sahip skandiyum sodyum lambalar, sıradan akkor lambalara kıyasla elektriğin yaklaşık% 80'ini tasarruf sağlar, 5000 ~ 25000 saatlik bir servis ömrüne sahiptir ve üçüncü nesil ışık kaynakları olarak adlandırılır.

scandium da güneş pillerinde kullanılır. metal-insülatör-semikondüktör silikon fotovoltaik hücrelerde ve güneş pillerinde skandiyum,% 10 ila% 15 verimliliğe sahip en iyi bariyer metalidir.

skandiyum, bir gama ışını kaynağı veya yapay bir radyoaktif izotop olan 46sc olarak kullanılır. genellikle, skandyumun tek doğal izotopu olan minerallerden 45sc çıkarırız.