Scandium, kanthi simbol unsur Sc lan nomer atom 21, gampang larut ing banyu, bisa sesambungan karo banyu panas, lan gampang peteng ing udhara. Valensi utama yaiku +3. Asring dicampur karo gadolinium, erbium, lan unsur liyane, kanthi asil sing kurang lan isi kira-kira 0,0005% ing kerak. Scandium asring digunakake kanggo nggawe kaca khusus lan paduan suhu dhuwur sing entheng.
Ing saiki, cadangan buktiaken saka scandium ing donya mung 2 yuta ton, 90 ~ 95% kang ana ing Bauksit, fosfor lan wesi titanium ores, lan bagean cilik ing uranium, thorium, tungsten lan bijih bumi langka, utamané. mbagekke ing Rusia, China, Tajikistan, Madagaskar, Norwegia lan negara liyane. China sugih banget ing sumber skandium, kanthi cadangan mineral sing ageng sing ana hubungane karo skandium. Miturut statistik sing ora lengkap, cadangan skandium ing China kira-kira 600000 ton, sing ana ing Bauksit lan celengan fosfor, porphyry lan kuarsa urat tungsten celengan ing China Kidul, celengan bumi langka ing China Kidul, Bayan Obo langka simpenan bijih wesi ing. Inner Mongolia, lan Panzhihua vanadium titanium magnetite deposit ing Sichuan.
Amarga kekurangan skandium, rega skandium uga dhuwur banget, lan ing puncake, rega skandium mundhak nganti 10 kaping rega emas. Senajan rega skandium wis mudhun, nanging isih kaping papat rega emas!
Nggoleki Sejarah
Ing taun 1869, Mendeleev nyumurupi kesenjangan ing massa atom antarane kalsium (40) lan titanium (48), lan prédhiksi manawa ana unsur massa atom perantara sing durung ditemokake ing kene. Dheweke ngira yen oksida kasebut yaiku X ₂ O Å. Scandium ditemokake ing taun 1879 dening Lars Frederik Nilson saka Universitas Uppsala ing Swedia. Dheweke diekstrak saka tambang emas langka ireng, bijih kompleks sing ngemot 8 jinis oksida logam. Dheweke wis diekstrakErbium(III) oksidasaka bijih emas langka ireng, lan dijupukYtterbium(III) oksidasaka oksida iki, lan ana liyane oksida unsur korek, kang spektrum nuduhake yen iku logam dingerteni. Iki minangka logam sing diprediksi dening Mendeleev, sing oksidaSc₂O₃. Logam skandium dhewe diprodhuksi sakaSkandium kloridaleleh elektrolitik ing taun 1937.
Mendeleev
Konfigurasi elektron
Konfigurasi elektron: 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d1
Skandium minangka logam transisi putih perak sing alus kanthi titik lebur 1541 ℃ lan titik didih 2831 ℃.
Kanggo wektu sing cukup suwe sawisé ditemokaké, panggunaan skandium ora ditampilake amarga kangelan ing produksi. Kanthi nambah metode pemisahan unsur bumi langka, saiki ana aliran proses sing diwasa kanggo ngresiki senyawa skandium. Amarga skandium kurang alkalin tinimbang yttrium lan Lanthanide, hidroksida minangka sing paling lemah, mula mineral campuran unsur bumi langka sing ngemot skandium bakal dipisahake saka unsur tanah jarang kanthi cara "udhara langkah" nalika Skandium (III) hidroksida diolah nganggo amonia sawise. ditransfer menyang solusi. Cara liya yaiku misahake Skandium nitrat kanthi dekomposisi Polar nitrat. Amarga skandium nitrat paling gampang diurai, skandium bisa dipisahake. Kajaba iku, pemulihan lengkap skandium sing diiringi saka uranium, thorium, tungsten, timah lan celengan mineral liyane uga minangka sumber skandium sing penting.
Sawise entuk senyawa skandium murni, diowahi dadi ScCl Å lan dilebur karo KCl lan LiCl. Seng molten digunakake minangka katoda kanggo elektrolisis, nyebabake skandium endapan ing elektroda seng. Banjur, seng wis nguap kanggo entuk skandium metalik. Iki minangka logam putih perak entheng kanthi sifat kimia sing aktif banget, sing bisa bereaksi karo banyu panas kanggo ngasilake gas hidrogen. Dadi skandium logam sing sampeyan deleng ing gambar kasebut disegel ing botol lan dilindhungi karo gas argon, yen skandium bakal cepet mbentuk lapisan oksida kuning utawa abu-abu peteng, ilang luster metalik sing mengkilat.
Aplikasi
Industri cahya
Panganggone skandium dikonsentrasi ing arah sing padhang banget, lan ora kaluwihan yen diarani Putrane Cahya. Senjata sihir pisanan saka scandium diarani lampu sodium scandium, sing bisa digunakake kanggo nggawa cahya menyang ewonan rumah tangga. Iki minangka lampu listrik halida logam: bohlam diisi karo Sodium iodide lan Scandium triiodide, lan scandium lan sodium foil ditambahake bebarengan. Sajrone discharge voltase dhuwur, ion skandium lan ion natrium masing-masing mancarake cahya saka dawa gelombang emisi sing khas. Garis spektral sodium yaiku 589.0 lan 589.6 nm, loro lampu kuning sing misuwur, dene garis spektral skandium yaiku 361.3 ~ 424.7 nm, seri emisi sinar ultraviolet lan biru sing cedhak. Amarga padha nglengkapi siji liyane, werna cahya sakabèhé diprodhuksi cahya putih. Iki amarga lampu sodium scandium duwe karakteristik efisiensi cahya sing dhuwur, warna cahya sing apik, irit daya, umur layanan sing dawa, lan kemampuan mecah kabut sing kuat sing bisa digunakake kanggo kamera televisi, alun-alun, papan olahraga, lan lampu dalan, lan dikenal minangka sumber cahya generasi katelu. Ing China, lampu jinis iki mboko sithik dipromosekake minangka teknologi anyar, dene ing sawetara negara maju, lampu jinis iki akeh digunakake wiwit awal taun 1980-an.
Senjata sihir nomer loro saka skandium yaiku sel fotovoltaik solar, sing bisa ngumpulake cahya sing kasebar ing lemah lan ngowahi dadi listrik kanggo nyopir masyarakat manungsa. Scandium minangka logam penghalang paling apik ing isolator logam semikonduktor silikon sel surya lan sel surya.
Senjata sulap kang kaping telu diarani γ A sumber sinar, senjata sihir iki bisa sumunar dhewe, nanging cahya kaya iki ora bisa ditampa kanthi mripat langsung, yaiku aliran foton energi dhuwur. Kita biasane extract 45Sc saka mineral, kang mung isotop Natural saka scandium. Saben inti 45Sc ngandhut 21 proton lan 24 neutron. 46Sc, isotop radioaktif gawean, bisa digunakake minangka sumber radiasi γ utawa atom tracer uga bisa digunakake kanggo radioterapi tumor ganas. Ana uga aplikasi kaya yttrium gallium scandium garnet laser,Scandium fluoridekaca infrared serat Optik, lan scandium dilapisi tabung sinar katoda ing televisi. Kayane skandium lair kanthi padhang.
Industri paduan
Skandium ing wangun unsur wis akeh digunakake kanggo doping wesi aluminium. Sanalika sawetara ewu skandium ditambahake ing aluminium, fase Al3Sc anyar bakal dibentuk, sing bakal muter peran Metamorphism ing paduan aluminium lan nggawe struktur lan sifat paduan kasebut kanthi signifikan. Nambahake 0,2% ~ 0,4% Sc (sing meh padha karo proporsi nambah uyah kanggo nglakoake sayuran goreng ing omah, mung perlu sethithik) bisa nambah suhu rekristalisasi campuran kanthi 150-200 ℃, lan nambah dhuwur kanthi nyata. - kekuatan suhu, stabilitas struktural, kinerja welding, lan resistance karat. Uga bisa nyegah fenomena embrittlement sing gampang kedadeyan sajrone kerja jangka panjang ing suhu dhuwur. Dhuwur kekuatan lan dhuwur kateguhan aluminium alloy, kekuatan dhuwur-karat-tahan weldable alloy aluminium anyar-suhu dhuwur aluminium alloy, kekuatan dhuwur neutron iradiasi alloy aluminium, etc., duwe prospek pembangunan atraktif banget ing aerospace, aviation, kapal, reaktor nuklir, kendaraan entheng lan sepur kacepetan dhuwur.
Scandium uga modifier banget kanggo wesi, lan jumlah cilik saka scandium bisa Ngartekno nambah kekuatan lan atose wesi cast. Kajaba iku, scandium uga bisa digunakake minangka aditif kanggo tungsten suhu dhuwur lan wesi kromium. Mesthine, saliyane kanggo nggawe sandhangan pesta kanggo wong liya, skandium nduweni titik leleh sing dhuwur lan kapadhetane padha karo aluminium, lan uga digunakake ing paduan entheng titik leleh dhuwur kayata alloy titanium scandium lan alloy magnesium scandium. Nanging, amarga regane dhuwur, umume mung digunakake ing industri manufaktur dhuwur kayata pesawat ulang-alik lan roket.
Bahan Keramik
Skandium, zat tunggal, umume digunakake ing paduan, lan oksida nduweni peran penting ing bahan keramik kanthi cara sing padha. Bahan keramik zirconia tetragonal, sing bisa digunakake minangka bahan elektroda kanggo sel bahan bakar oksida padhet, nduweni sifat unik ing ngendi konduktivitas elektrolit iki mundhak kanthi nambah suhu lan konsentrasi oksigen ing lingkungan. Nanging, struktur kristal saka bahan keramik iki dhewe ora bisa ana kanthi stabil lan ora nduweni nilai industri; Perlu doping sawetara zat sing bisa ndandani struktur iki supaya bisa njaga sifat asline. Nambahake 6 ~ 10% Scandium oxide kaya struktur beton, supaya zirconia bisa stabil ing kisi persegi.
Ana uga bahan keramik rekayasa kayata silikon nitrida tahan dhuwur lan tahan suhu minangka densifier lan stabilisator.
Minangka densifier,Skandium oksidabisa mbentuk phase refractory Sc2Si2O7 ing pojok partikel nggoleki, saéngga ngurangi deformasi suhu dhuwur saka keramik engineering. Dibandhingake karo oksida liyane, luwih bisa nambah sifat mekanik suhu dhuwur saka silikon nitrida.
Kimia katalitik
Ing teknik kimia, skandium asring digunakake minangka katalis, dene Sc2O3 bisa digunakake kanggo dehidrasi lan deoksidasi etanol utawa isopropanol, dekomposisi asam asetat, lan produksi etilena saka CO lan H2. Katalis Pt Al sing ngemot Sc2O3 uga minangka katalis penting kanggo pemurnian hidrogenasi lenga abot lan proses panyulingan ing industri petrokimia. Ing reaksi retak katalitik kayata Cumene, aktivitas katalis zeolit Sc-Y 1000 kaping luwih dhuwur tinimbang katalis Aluminium silikat; Dibandhingake karo sawetara katalis tradisional, prospek pangembangan katalis skandium bakal cerah banget.
Industri energi nuklir
Nambahake jumlah cilik Sc2O3 kanggo UO2 ing bahan bakar nuklir reaktor suhu dhuwur bisa ngindhari transformasi kisi, nambah volume, lan retak sing disebabake konversi UO2 dadi U3O8.
Sel bahan bakar
Kajaba iku, nambahake 2,5% nganti 25% scandium menyang baterei alkali nikel bakal nambah umur layanan.
Pemuliaan tetanen
Ing tetanèn, wiji kayata jagung, bit, kacang polong, gandum lan kembang srengenge bisa dianggep karo Scandium sulfat (konsentrasi umume 10-3 ~ 10-8mol / L, tetanduran beda bakal beda), lan efek nyata mromosiaken germination. wis digayuh. Sawise 8 jam, bobot garing saka oyod lan tunas mundhak 37% lan 78% dibandhingake karo tunas, nanging mekanisme kasebut isih diteliti.
Saka manungsa waé Nielsen kanggo utang data massa Atom nganti saiki, scandium wis mlebu sesanti wong mung satus utawa rong puluh taun, nanging wis meh satus taun lungguh ing bangku. Ora nganti pangembangan ilmu material sing kuat ing pungkasan abad pungkasan sing nggawa vitalitas kanggo dheweke. Saiki, unsur bumi langka, kalebu skandium, wis dadi bintang panas ing ilmu material, main peran sing terus-terusan ing ewonan sistem, nggawa luwih kepenak kanggo urip saben dina, lan nggawe nilai ekonomi sing luwih angel diukur.
Wektu kirim: Jun-29-2023