Scandium, pẹlu aami ano Sc ati nọmba Atomic ti 21, ni irọrun tiotuka ninu omi, le ṣe ajọṣepọ pẹlu omi gbona, ati irọrun ṣokunkun ni afẹfẹ. Iwọn akọkọ rẹ jẹ +3. Nigbagbogbo a dapọ pẹlu gadolinium, erbium, ati awọn eroja miiran, pẹlu ikore kekere ati akoonu ti o to 0.0005% ninu erunrun. Scandium nigbagbogbo ni a lo lati ṣe gilasi pataki ati awọn alloy iwọn otutu ti o fẹẹrẹ fẹẹrẹ.
Lọwọlọwọ, awọn ifiṣura ti a fihan ti scandium ni agbaye jẹ awọn toonu miliọnu 2 nikan, 90 ~ 95% eyiti o wa ninu Bauxite, phosphorite ati awọn irin titanium irin, ati apakan kekere ninu uranium, thorium, tungsten ati awọn ohun elo ilẹ toje, ni pataki. pin ni Russia, China, Tajikistan, Madagascar, Norway ati awọn orilẹ-ede miiran. Ilu China jẹ ọlọrọ pupọ ni awọn orisun scandium, pẹlu awọn ifiṣura nkan ti o wa ni erupe ile nla ti o ni ibatan si scandium. Gẹgẹbi awọn iṣiro ti ko pe, awọn ifiṣura ti scandium ni Ilu China jẹ nipa awọn toonu 600000, eyiti o wa ninu awọn ohun idogo Bauxite ati awọn ohun idogo phosphorite, awọn ohun idogo porphyry ati quartz vein tungsten ni South China, awọn idogo ilẹ toje ni South China, Bayan Obo toje ohun idogo irin irin ni Mongolia ti inu, ati idogo Panzhihua vanadium titanium magnetite ni Sichuan.
Nitori aito ti scandium, iye owo scandium tun ga pupọ, ati pe ni tente oke rẹ, idiyele ti scandium ti fi sii si awọn akoko 10 idiyele goolu. Botilẹjẹpe idiyele ti scandium ti lọ silẹ, o tun jẹ igba mẹrin idiyele goolu!
Iwari Itan
Ni ọdun 1869, Mendeleev ṣe akiyesi aafo kan ni ibi-atomiki laarin kalisiomu (40) ati titanium (48), o si sọtẹlẹ pe o tun wa ni nkan ti o wa ni agbedemeji agbedemeji atomiki nibi. Ó sọ tẹ́lẹ̀ pé oxide rẹ̀ jẹ́ X ₂ O Å. Scandium jẹ awari ni ọdun 1879 nipasẹ Lars Frederik Nilson ti Ile-ẹkọ giga Uppsala ni Sweden. Ó yọ ọ́ jáde láti inú ibi ìwakùsà góòlù aláwọ̀ dúdú, ọ́fíìsì dídíjú kan tí ó ní oríṣi mẹ́jọ ọ̀gọ̀ọ̀rọ̀ oxides irin nínú. O ti fa jadeErbium(III) ohun elo afẹfẹlati dudu toje wura irin, ati ki o gbaYtterbium(III) ohun elo afẹfẹlati inu ohun elo afẹfẹ yii, ati pe ohun elo afẹfẹ miiran wa, eyiti irisi rẹ fihan pe o jẹ irin ti a ko mọ. Eyi ni irin ti a sọtẹlẹ nipasẹ Mendeleev, ẹniti oxide jẹSc₂O₃. Awọn scandium irin ara ti a produced latiScandium kiloraidinipasẹ yo electrolytic ni ọdun 1937.
Mendeleev
Electron iṣeto ni
Iṣeto elekitironi: 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d1
Scandium jẹ rirọ, irin iyipada funfun fadaka pẹlu aaye yo ti 1541 ℃ ati aaye gbigbo ti 2831 ℃.
Fun akoko pupọ lẹhin wiwa rẹ, lilo scandium ko ṣe afihan nitori iṣoro rẹ ni iṣelọpọ. Pẹlu ilọsiwaju ti o pọ si ti awọn ọna ipinya ipin ti o ṣọwọn, ṣiṣan ilana ti ogbo kan wa bayi fun mimu awọn agbo ogun scandium di mimọ. Nitoripe scandium kere si ipilẹ ju yttrium ati Lanthanide, hydroxide jẹ alailagbara julọ, nitorinaa ohun alumọni ilẹ-aye toje ti o ni nkan ti o wa ni erupe ile ti o ni scandium yoo yapa kuro ninu eroja ilẹ ti o ṣọwọn nipasẹ ọna “ojoriro igbesẹ” nigbati Scandium (III) hydroxide ti wa ni itọju pẹlu amonia lẹhin ni gbigbe sinu ojutu. Ọna miiran ni lati ya iyọ Scandium sọtọ nipasẹ jijẹ Polar ti iyọ. Nitori scandium nitrate jẹ rọrun julọ lati decompose, scandium le yapa. Ni afikun, imularada okeerẹ ti scandium ti o tẹle lati uranium, thorium, tungsten, tin ati awọn ohun idogo nkan ti o wa ni erupe ile tun jẹ orisun pataki ti scandium.
Lẹhin ti o ti gba agbopọ scandium funfun, o ti yipada si ScCl Å ati pe o yo pẹlu KCl ati LiCl. Sinkii didà ti wa ni lilo bi awọn cathode fun electrolysis, nfa scandium lati precipitate lori sinkii elekiturodu. Lẹhinna, sinkii naa ti yọ kuro lati gba scandium ti fadaka. Eyi jẹ irin funfun fadaka iwuwo fẹẹrẹ pẹlu awọn ohun-ini kemikali ti nṣiṣe lọwọ, eyiti o le fesi pẹlu omi gbona lati ṣe ina gaasi hydrogen. Nitorinaa scandium irin ti o rii ninu aworan ti wa ni edidi ninu igo kan ati aabo pẹlu gaasi argon, bibẹẹkọ, scandium yoo yara dagba awọ ofeefee dudu tabi oxide grẹy, ti o padanu didan didan rẹ.
Awọn ohun elo
Ina ile ise
Awọn lilo ti scandium ti wa ni idojukọ ni awọn itọnisọna imọlẹ pupọ, ati pe kii ṣe abumọ lati pe ni Ọmọ Imọlẹ. Ohun ija idan akọkọ ti scandium ni a pe ni atupa soda sodium scandium, eyiti a le lo lati mu imọlẹ wa si ẹgbẹẹgbẹrun awọn idile. Eleyi jẹ kan irin halide Ina ina: awọn boolubu ti wa ni kún pẹlu Sodium iodide ati Scandium triiodide, ati scandium ati soda foil ti wa ni afikun ni akoko kanna. Lakoko itusilẹ foliteji giga, awọn ions scandium ati awọn ions iṣuu soda ni atele ntan ina ti awọn gigun itujade abuda wọn. Awọn ila iwoye ti iṣuu soda jẹ 589.0 ati 589.6 nm, awọn imọlẹ ofeefee olokiki meji, lakoko ti awọn laini iwoye ti scandium jẹ 361.3 ~ 424.7 nm, lẹsẹsẹ nitosi ultraviolet ati awọn itujade ina bulu. Nitoripe wọn ṣe iranlowo fun ara wọn, awọ ina gbogbogbo ti a ṣe jẹ ina funfun. O jẹ deede nitori awọn atupa iṣuu soda scandium ni awọn abuda ti ṣiṣe itanna giga, awọ ina to dara, fifipamọ agbara, igbesi aye iṣẹ pipẹ, ati agbara fifọ kurukuru ti o le ṣee lo ni lilo pupọ fun awọn kamẹra tẹlifisiọnu, awọn onigun mẹrin, awọn ibi ere idaraya, ati ina opopona, ati pe a mọ bi awọn orisun ina iran kẹta. Ni Ilu China, iru atupa yii ti ni igbega diẹdiẹ bi imọ-ẹrọ tuntun, lakoko ti o wa ni diẹ ninu awọn orilẹ-ede ti o dagbasoke, iru atupa yii ni lilo pupọ ni ibẹrẹ awọn ọdun 1980.
Ohun ija idan keji ti scandium jẹ awọn sẹẹli fọtovoltaic ti oorun, eyiti o le gba ina ti o tuka lori ilẹ ati tan-an sinu ina lati wakọ awujọ eniyan. Scandium jẹ irin idena to dara julọ ni insulator irin semikondokito ohun alumọni awọn sẹẹli oorun ati awọn sẹẹli oorun.
Ohun ija idan kẹta ni a npe ni γ Orisun ray, ohun ija idan yi le tan didan fun ara rẹ, ṣugbọn iru ina yii ko le gba nipasẹ oju ihoho, o jẹ ṣiṣan photon ti o ga julọ. A maa n jade 45Sc lati awọn ohun alumọni, eyiti o jẹ isotopes Adayeba nikan ti scandium. Nucleus 45Sc kọọkan ni awọn protons 21 ati neutroni 24. 46Sc, isotope ipanilara atọwọda, le ṣee lo bi γ Awọn orisun Radiation tabi awọn ọta itọpa tun le ṣee lo fun itọju redio ti awọn èèmọ buburu. Awọn ohun elo tun wa bi yttrium gallium scandium garnet laser,Scandium fluoridegilasi infurarẹẹdi Optical fiber, ati scandium ti a bo cathode ray tube lori tẹlifisiọnu. O dabi pe a bi scandium pẹlu imọlẹ.
Alloy ile ise
Scandium ni fọọmu ipilẹ rẹ ti ni lilo pupọ fun awọn ohun elo aluminiomu doping. Niwọn igba ti awọn ẹgbẹẹgbẹrun diẹ ti scandium ti wa ni afikun si aluminiomu, ipele Al3Sc tuntun kan yoo ṣẹda, eyi ti yoo ṣe ipa Metamorphism ni alloy aluminiomu ati ki o jẹ ki iṣeto ati awọn ohun-ini ti iyipada alloy ṣe pataki. Fikun 0.2% ~ 0.4% Sc (eyiti o jọra gaan si ipin ti fifi iyọ kun lati mu awọn ẹfọ sisun ni ile, diẹ diẹ ni o nilo) le mu iwọn otutu recrystallization ti alloy pọ si nipasẹ 150-200 ℃, ati ni ilọsiwaju giga ga -agbara iwọn otutu, iduroṣinṣin igbekale, iṣẹ alurinmorin, ati resistance ipata. O tun le yago fun lasan embrittlement ti o rọrun lati waye lakoko iṣẹ igba pipẹ ni awọn iwọn otutu giga. Agbara giga ati giga ti o ga julọ aluminiomu alloy, titun ti o ga-agbara ipata-sooro alumini alumọni weldable aluminiomu, iwọn otutu ti o ni iwọn otutu titun, itanna neutroni ti o ni agbara ti o ni agbara aluminiomu aluminiomu aluminiomu, ati bẹbẹ lọ, ni awọn ifojusọna idagbasoke ti o wuni julọ ni afẹfẹ, ọkọ ofurufu, awọn ọkọ oju omi, iparun reactors, ina awọn ọkọ ti ati ki o ga-iyara reluwe.
Scandium tun jẹ oluyipada ti o tayọ fun irin, ati iwọn kekere ti scandium le ṣe ilọsiwaju agbara ati lile ti irin simẹnti ni pataki. Ni afikun, scandium tun le ṣee lo bi aropo fun tungsten otutu otutu ati awọn ohun elo chromium. Nitoribẹẹ, ni afikun si ṣiṣe awọn aṣọ igbeyawo fun awọn miiran, scandium ni aaye yo ti o ga ati iwuwo rẹ jẹ iru si aluminiomu, ati pe o tun lo ni aaye yo giga ti o fẹẹrẹ fẹẹrẹ bii scandium titanium alloy ati alloy magnẹsia scandium. Bibẹẹkọ, nitori idiyele giga rẹ, o jẹ lilo gbogbogbo nikan ni awọn ile-iṣẹ iṣelọpọ giga-giga gẹgẹbi awọn ọkọ oju-aye ati awọn rockets.
Awọn ohun elo seramiki
Scandium, ohun elo kan, ni gbogbo igba lo ninu awọn alloy, ati awọn oxides rẹ ṣe ipa pataki ninu awọn ohun elo seramiki ni ọna kanna. Ohun elo seramiki tetragonal zirconia, eyiti o le ṣee lo bi ohun elo elekiturodu fun awọn sẹẹli idana oxide to lagbara, ni ohun-ini alailẹgbẹ nibiti iṣesi elekitiroti yii pọ si pẹlu iwọn otutu ti o pọ si ati ifọkansi atẹgun ni agbegbe. Sibẹsibẹ, ilana gara ti ohun elo seramiki funrararẹ ko le wa ni iduroṣinṣin ati pe ko ni iye ile-iṣẹ; O jẹ dandan lati doping diẹ ninu awọn oludoti ti o le ṣatunṣe eto yii lati le ṣetọju awọn ohun-ini atilẹba rẹ. Nfi 6 ~ 10% Scandium oxide jẹ bi apẹrẹ ti o nipọn, ki zirconia le jẹ idaduro lori lattice square kan.
Awọn ohun elo seramiki ti imọ-ẹrọ tun wa bii agbara-giga ati nitride silikoni sooro iwọn otutu bi awọn densifiers ati awọn amuduro.
Bi densifier,Ohun elo afẹfẹ Scandiumle ṣe agbekalẹ alakoso refractory Sc2Si2O7 ni eti awọn patikulu ti o dara, nitorinaa idinku idinku iwọn otutu iwọn otutu ti awọn ohun elo amọ. Ti a ṣe afiwe pẹlu awọn oxides miiran, o le dara si ilọsiwaju awọn ohun-ini ẹrọ iwọn otutu giga ti ohun alumọni nitride.
Katalitiki kemistri
Ni imọ-ẹrọ kemikali, scandium nigbagbogbo lo bi ayase, lakoko ti Sc2O3 le ṣee lo fun gbigbẹ ati deoxidation ti ethanol tabi isopropanol, ibajẹ ti acetic acid, ati iṣelọpọ ethylene lati CO ati H2. Pt Al ayase ti o ni Sc2O3 tun jẹ ayase pataki fun isọdọtun hydrogenation epo ti o wuwo ati awọn ilana isọdọtun ni ile-iṣẹ petrochemical. Ni awọn aati ifasilẹ katalytic gẹgẹbi Cumene, iṣẹ-ṣiṣe ti Sc-Y zeolite catalyst jẹ awọn akoko 1000 ti o ga ju ti Aluminiomu silicate catalyst; Ti a ṣe afiwe pẹlu diẹ ninu awọn ayase ibile, awọn ireti idagbasoke ti awọn ayase scandium yoo jẹ imọlẹ pupọ.
Ile-iṣẹ agbara iparun
Ṣafikun iye kekere ti Sc2O3 si UO2 ni epo iparun agbara iwọn otutu le yago fun iyipada lattice, ilosoke iwọn didun, ati fifọ ti o ṣẹlẹ nipasẹ UO2 si iyipada U3O8.
Epo epo
Bakanna, fifi 2.5% si 25% scandium si awọn batiri nickel alkali yoo mu igbesi aye iṣẹ wọn pọ si.
Ibisi ogbin
Ni iṣẹ-ogbin, awọn irugbin gẹgẹbi oka, beet, pea, alikama ati sunflower le ṣe itọju pẹlu Scandium sulfate (ifọkansi ni gbogbogbo 10-3 ~ 10-8mol / L, awọn irugbin oriṣiriṣi yoo ni oriṣiriṣi), ati ipa gangan ti igbega germination ti waye. Lẹhin awọn wakati 8, iwuwo gbigbẹ ti awọn gbongbo ati awọn eso pọ si nipasẹ 37% ati 78% ni atele ni akawe pẹlu awọn irugbin, ṣugbọn ẹrọ naa tun wa labẹ ikẹkọ.
Lati akiyesi Nielsen si gbese ti data ibi-atomiki si oni, scandium ti wọ inu iran eniyan fun ọgọrun kan tabi ogun ọdun, ṣugbọn o ti fẹrẹ joko lori ibujoko fun ọgọrun ọdun. Kò pẹ́ tí ìdàgbàsókè lílágbára ti ìmọ̀ sáyẹ́ǹsì ti ohun àlùmọ́nì ní ìparí ọ̀rúndún tó kọjá ni ó mú agbára wá fún un. Loni, awọn eroja aiye toje, pẹlu scandium, ti di awọn irawọ gbona ni imọ-jinlẹ awọn ohun elo, ṣiṣe awọn ipa iyipada nigbagbogbo ni ẹgbẹẹgbẹrun awọn eto, mu irọrun diẹ sii si awọn igbesi aye wa lojoojumọ, ati ṣiṣẹda iye eto-ọrọ ti o nira pupọ lati wiwọn.
Akoko ifiweranṣẹ: Jun-29-2023