SCandium, na alama ya alama SC na idadi ya atomiki ya 21, ni mumunyifu kwa urahisi katika maji, inaweza kuingiliana na maji ya moto, na hutia giza kwa urahisi hewani. Utukufu wake kuu ni+3. Mara nyingi huchanganywa na gadolinium, erbium, na vitu vingine, na mavuno ya chini na yaliyomo ya takriban 0.0005% kwenye ukoko. Scandium mara nyingi hutumiwa kutengeneza glasi maalum na aloi nyepesi za joto la juu.
Kwa sasa, akiba iliyothibitishwa ya scandium ulimwenguni ni tani milioni 2 tu, 90 ~ 95% ambazo ziko katika bauxite, fosforasi na ores ya titani ya chuma, na sehemu ndogo katika urani, thorium, tungsten na ores adimu ya ardhi, iliyosambazwa sana nchini Urusi, Uchina, Tajikistan, Andagascas, Andagascar, Norway. Uchina ni tajiri sana katika rasilimali za Scandium, na akiba kubwa ya madini inayohusiana na Scandium. Kulingana na takwimu ambazo hazijakamilika, akiba ya scandium nchini China ni takriban tani 600,000, ambazo ziko katika amana za bauxite na phosphorite, porphyry na amana za vein tungsten huko China Kusini, amana za kawaida za China, Bayan OBO amana ya madini ya madini ya ndani ya mongolia, na panzhihuaum titenium.
Kwa sababu ya uhaba wa Scandium, bei ya Scandium pia ni kubwa sana, na kwa kilele chake, bei ya scandium iliongezeka hadi mara 10 ya bei ya dhahabu. Ingawa bei ya Scandium imeshuka, bado ni bei ya dhahabu mara nne!
Kugundua historia
Mnamo 1869, Mendeleev aligundua pengo katika molekuli ya atomiki kati ya kalsiamu (40) na titanium (48), na alitabiri kwamba pia kulikuwa na kipengee cha kati cha atomiki cha kati hapa. Alitabiri kuwa oksidi yake ni x ₂ o Å. Scandium iligunduliwa mnamo 1879 na Lars Frederik Nilson wa Chuo Kikuu cha Uppsala huko Uswidi. Akaiondoa kutoka kwa mgodi wa dhahabu wa kawaida mweusi, ore tata ambayo ina aina 8 za oksidi za chuma. AmetoaErbium (III) oksidikutoka kwa ore nyeusi ya dhahabu, na kupatikanaYtterbium (III) oksidiKutoka kwa oksidi hii, na kuna oksidi nyingine ya nyepesi, ambayo wigo wake unaonyesha kuwa ni chuma kisichojulikana. Hii ndio chuma kilichotabiriwa na Mendeleev, ambaye oksidi yake niSc₂o₃. Chuma cha Scandium yenyewe kilitengenezwa kutokaKloridi ya Scandiumna kuyeyuka kwa umeme mnamo 1937.
Mendeleev
Usanidi wa elektroni
Usanidi wa elektroni: 1S2 2S2 2P6 3S2 3P6 4S2 3D1
Scandium ni chuma laini, cha fedha nyeupe cha mpito na kiwango cha kuyeyuka cha 1541 ℃ na kiwango cha kuchemsha cha 2831 ℃.
Kwa kipindi kikubwa cha muda baada ya ugunduzi wake, matumizi ya scandium hayakuonyeshwa kwa sababu ya ugumu wake katika uzalishaji. Pamoja na uboreshaji unaoongezeka wa njia adimu za utenganisho wa ardhi, sasa kuna mtiririko wa kukomaa kwa misombo ya scandium. Kwa sababu scandium ni chini ya alkali kuliko yttrium na lanthanide, hydroxide ni dhaifu zaidi, kwa hivyo sehemu ya kawaida ya madini iliyochanganywa na scandium itatengwa na sehemu ya nadra ya ardhi kwa njia ya "hatua ya mvua" wakati scandium (III) hydroxide inatibiwa na amonia baada ya kuhamishiwa suluhisho. Njia nyingine ni kutenganisha nitrati ya scandium na mtengano wa polar wa nitrate. Kwa sababu nitrati ya Scandium ni rahisi kutengana, Scandium inaweza kutengwa. Kwa kuongezea, ahueni kamili ya scandium inayoambatana na urani, thorium, tungsten, bati na amana zingine za madini pia ni chanzo muhimu cha scandium.
Baada ya kupata kiwanja safi cha scandium, hubadilishwa kuwa SCCL Å na kuyeyuka na KCl na LICL. Zinc ya kuyeyuka hutumiwa kama cathode ya elektroni, na kusababisha scandium kutoa juu ya elektroni ya zinki. Halafu, zinki hutolewa ili kupata scandium ya metali. Hii ni metali nyeupe ya fedha nyepesi na mali ya kemikali inayofanya kazi sana, ambayo inaweza kuguswa na maji ya moto kutoa gesi ya hidrojeni. Kwa hivyo scandium ya chuma unayoona kwenye picha imetiwa muhuri kwenye chupa na kulindwa na gesi ya Argon, vinginevyo Scandium itaunda haraka safu ya manjano ya manjano au kijivu, ikipoteza luster yake yenye kung'aa.
Maombi
Tasnia ya taa
Matumizi ya Scandium yamejilimbikizia kwa mwelekeo mkali sana, na sio kuzidisha kuiita mwana wa mwanga. Silaha ya kwanza ya uchawi ya Scandium inaitwa taa ya sodiamu ya Scandium, ambayo inaweza kutumika kuleta mwanga kwa maelfu ya kaya. Hii ni taa ya umeme ya halide ya chuma: balbu imejazwa na iodini ya sodiamu na scandium triiodide, na scandium na foil ya sodiamu huongezwa kwa wakati mmoja. Wakati wa kutokwa kwa voltage ya juu, ioni za scandium na ions za sodiamu mtawaliwa hutoa mwangaza wa tabia zao za uzalishaji. Mistari ya sodiamu ya sodiamu ni 589.0 na 589.6 nm, taa mbili maarufu za manjano, wakati mistari ya uso wa scandium ni 361.3 ~ 424.7 nm, safu ya uzalishaji wa karibu wa taa ya bluu na bluu. Kwa sababu wanakamilisha kila mmoja, rangi ya taa ya jumla inayozalishwa ni nyepesi nyeupe. Ni haswa kwa sababu taa za sodiamu za Scandium zina sifa za ufanisi mkubwa, rangi nzuri nyepesi, kuokoa nguvu, maisha ya huduma ndefu, na uwezo mkubwa wa kuvunja ukungu ambao unaweza kutumika sana kwa kamera za runinga, viwanja, kumbi za michezo, na taa za barabara, na zinajulikana kama vyanzo vya taa vya kizazi cha tatu. Huko Uchina, taa ya aina hii inakuzwa polepole kama teknolojia mpya, wakati katika nchi zingine zilizoendelea, aina hii ya taa ilitumiwa sana mapema miaka ya 1980.
Silaha ya pili ya uchawi ya Scandium ni seli za jua za jua, ambazo zinaweza kukusanya taa iliyotawanyika ardhini na kuibadilisha kuwa umeme ili kuendesha jamii ya wanadamu. Scandium ni kizuizi bora cha chuma katika seli za insulator semiconductor silicon seli za jua na seli za jua.
Silaha yake ya tatu ya uchawi inaitwa γ chanzo cha ray, silaha hii ya uchawi inaweza kuangaza peke yake, lakini aina hii ya taa haiwezi kupokelewa na jicho uchi, ni mtiririko wa picha ya juu. Kawaida tunatoa 45sc kutoka kwa madini, ambayo ni isotopu ya asili ya scandium. Kila kiini cha 45SC kina protoni 21 na neutroni 24. 46sc, isotopu ya mionzi bandia, inaweza kutumika kama γ vyanzo vya mionzi au atomi za tracer pia zinaweza kutumika kwa radiotherapy ya tumors mbaya. Kuna pia matumizi kama Yttrium Gallium Scandium Garnet Laser,Scandium fluorideGlasi infrared optical nyuzi, na scandium coated cathode ray tube kwenye runinga. Inaonekana kwamba Scandium huzaliwa na mwangaza.
Tasnia ya aloi
Scandium katika fomu yake ya msingi imetumika sana kwa doping aluminium aloi. Kwa muda mrefu kama elfu chache za scandium zinaongezwa kwa alumini, awamu mpya ya Al3Sc itaundwa, ambayo itachukua jukumu la metamorphism katika aloi ya alumini na kufanya muundo na mali ya mabadiliko ya alloy kwa kiasi kikubwa. Kuongeza 0.2% ~ 0.4% SC (ambayo ni sawa na idadi ya kuongeza chumvi ili kuchochea mboga iliyokaanga nyumbani, kidogo tu inahitajika) inaweza kuongeza joto la kuchakata tena kwa aloi na 150-200 ℃, na kuboresha kwa nguvu nguvu ya juu, utulivu wa muundo, utendaji wa kulehemu, na upinzani wa kutu. Inaweza pia kuzuia jambo la kukumbatia ambalo ni rahisi kutokea wakati wa kazi ya muda mrefu kwa joto la juu. Nguvu ya juu na ugumu wa juu wa aluminium, alloy mpya ya nguvu ya nguvu ya alumini-yenye nguvu, aloi mpya ya kiwango cha juu cha joto, nguvu ya juu ya neutron irradiation sugu ya aluminium, nk, kuwa na matarajio ya kuvutia sana katika aerospace, anga, meli, taaluma za nyuklia.
Scandium pia ni modifier bora kwa chuma, na kiwango kidogo cha scandium kinaweza kuboresha nguvu na ugumu wa chuma cha kutupwa. Kwa kuongezea, Scandium inaweza pia kutumika kama nyongeza ya tungsten ya joto na chromium. Kwa kweli, pamoja na kutengeneza nguo za harusi kwa wengine, Scandium ina kiwango cha juu cha kuyeyuka na wiani wake ni sawa na alumini, na pia hutumiwa katika aloi za kiwango cha juu cha kuyeyuka kama vile scandium titanium alloy na scandium magnesiamu alloy. Walakini, kwa sababu ya bei yake ya juu, kwa ujumla hutumiwa tu katika viwanda vya utengenezaji wa juu kama vile vifungo vya nafasi na makombora.
Nyenzo za kauri
Scandium, dutu moja, kwa ujumla hutumiwa katika aloi, na oksidi zake zina jukumu muhimu katika vifaa vya kauri kwa njia ile ile. Nyenzo ya kauri ya tetragonal zirconia, ambayo inaweza kutumika kama nyenzo ya elektroni kwa seli ngumu za oksidi, ina mali ya kipekee ambapo ubora wa elektroli hii huongezeka na kuongezeka kwa joto na mkusanyiko wa oksijeni katika mazingira. Walakini, muundo wa fuwele wa nyenzo hii ya kauri yenyewe hauwezi kuwapo vizuri na hauna thamani ya viwanda; Inahitajika kuweka vitu kadhaa ambavyo vinaweza kurekebisha muundo huu ili kudumisha mali yake ya asili. Kuongeza 6 ~ 10% oksidi ya scandium ni kama muundo wa saruji, ili zirconia iweze kutulia kwenye kimiani ya mraba.
Kuna pia vifaa vya uhandisi vya kauri kama vile nguvu ya juu na yenye joto kali sugu ya silicon nitridi kama densifiers na vidhibiti.
Kama densifier,Oksidi ya ScandiumInaweza kuunda awamu ya kinzani SC2SI2O7 kwenye makali ya chembe nzuri, na hivyo kupunguza mabadiliko ya joto la juu la kauri za uhandisi. Ikilinganishwa na oksidi zingine, inaweza kuboresha vyema hali ya juu ya mitambo ya nitride ya silicon.
Kemia ya kichocheo
Katika uhandisi wa kemikali, Scandium mara nyingi hutumiwa kama kichocheo, wakati SC2O3 inaweza kutumika kwa upungufu wa maji mwilini na deoxidation ya ethanol au isopropanol, mtengano wa asidi asetiki, na utengenezaji wa ethylene kutoka CO na H2. Kichocheo cha PT AL kilicho na SC2O3 pia ni kichocheo muhimu cha utakaso wa hydrogenation ya mafuta na michakato ya kusafisha katika tasnia ya petrochemical. Katika athari za kupasuka za kichocheo kama vile Cumene, shughuli ya kichocheo cha SC-Y Zeolite ni mara 1000 juu kuliko ile ya kichocheo cha aluminium; Ikilinganishwa na vichocheo kadhaa vya jadi, matarajio ya maendeleo ya vichocheo vya scandium yatakuwa mkali sana.
Sekta ya Nishati ya Nyuklia
Kuongeza kiwango kidogo cha SC2O3 hadi UO2 katika mafuta ya nyuklia ya joto ya juu inaweza kuzuia mabadiliko ya kimiani, kuongezeka kwa kiasi, na ngozi inayosababishwa na UO2 hadi ubadilishaji wa U3O8.
Kiini cha mafuta
Vivyo hivyo, kuongeza 2.5% hadi 25% scandium kwa betri za alkali za nickel zitaongeza maisha yao ya huduma.
Ufugaji wa kilimo
Katika kilimo, mbegu kama vile mahindi, beet, pea, ngano na alizeti zinaweza kutibiwa na sulfate ya scandium (mkusanyiko kwa ujumla ni 10-3 ~ 10-8mol/L, mimea tofauti itakuwa na tofauti), na athari halisi ya kukuza ukuaji imepatikana. Baada ya masaa 8, uzito kavu wa mizizi na buds uliongezeka kwa 37% na 78% mtawaliwa ikilinganishwa na miche, lakini utaratibu bado uko chini ya masomo.
Kutoka kwa umakini wa Nielsen kwa deni la data ya atomiki hadi leo, Scandium imeingia kwenye maono ya watu kwa miaka mia moja au ishirini, lakini karibu imekaa kwenye benchi kwa miaka mia. Haikuwa mpaka maendeleo makubwa ya sayansi ya nyenzo mwishoni mwa karne iliyopita ndipo ilimleta nguvu. Leo, vitu vya nadra vya Dunia, pamoja na Scandium, vimekuwa nyota moto katika sayansi ya vifaa, kucheza majukumu yanayobadilika katika maelfu ya mifumo, kuleta urahisi zaidi katika maisha yetu kila siku, na kuunda thamani ya kiuchumi ambayo ni ngumu zaidi kupima.
Wakati wa chapisho: Jun-29-2023