Scantiwm, gyda symbol elfen SC a rhif atomig o 21, mae'n hawdd ei hydoddi mewn dŵr, gall ryngweithio â dŵr poeth, ac mae'n hawdd tywyllu yn yr awyr. Ei brif falens yw+3. Yn aml mae'n cael ei gymysgu â gadolinium, erbium, ac elfennau eraill, gyda chynnyrch isel a chynnwys o oddeutu 0.0005% yn y gramen. Defnyddir Scandium yn aml i wneud aloion tymheredd uchel gwydr ac ysgafn.
Ar hyn o bryd, dim ond 2 filiwn o dunelli yw cronfeydd wrth gefn profedig sgandiwm yn y byd, 90 ~ 95% ohonynt wedi'u cynnwys mewn baxite, ffosfforit a mwynau titaniwm haearn, a rhan fach mewn wraniwm, thorium, twngsten a mwynau daear prin, a dosbarthir yn bennaf yn Rwsia, Taagar. Mae China yn gyfoethog iawn o adnoddau Scandium, gyda chronfeydd wrth gefn mwynau enfawr yn gysylltiedig â sgandiwm. Yn ôl ystadegau anghyflawn, mae cronfeydd wrth gefn Scandium yn Tsieina tua 600000 tunnell, sydd wedi'u cynnwys mewn dyddodion bocsit a ffosfforit, dyddodion twngsten gwythiennau porphyry a chwarts yn ne Tsieina, adneuon prin y ddaear yn ne Tsieina, bayan oboa magean prin y ddaear.
Oherwydd prinder Scandium, mae pris Scandium hefyd yn uchel iawn, ac ar ei anterth, cafodd pris Scandium ei chwyddo i 10 gwaith pris aur. Er bod pris Scandium wedi gostwng, mae'n dal i fod pedair gwaith pris aur!
Darganfod Hanes
Yn 1869, sylwodd Mendeleev ar fwlch mewn màs atomig rhwng calsiwm (40) a titaniwm (48), a rhagwelodd fod yna hefyd elfen màs atomig ganolraddol heb ei darganfod yma. Rhagwelodd fod ei ocsid yn x ₂ o Å. Darganfuwyd Scandium ym 1879 gan Lars Frederik Nilson o Brifysgol Uppsala yn Sweden. Fe'i tynnodd o'r mwynglawdd aur prin du, mwyn cymhleth sy'n cynnwys 8 math o ocsidau metel. Mae wedi echdynnuErbium (iii) ocsido fwyn aur prin du, a'i gaelYtterbium (iii) ocsidO'r ocsid hwn, ac mae ocsid arall o elfen ysgafnach, y mae ei sbectrwm yn dangos ei fod yn fetel anhysbys. Dyma'r metel a ragwelir gan Mendeleev, y mae ei ocsidSc₂o₃. Cynhyrchwyd y metel sgandiwm ei hun oSgandiwmtrwy doddi electrolytig ym 1937.
Mendeleev
Ffurfweddiad Electron
Ffurfweddiad Electron: 1S2 2S2 2P6 3S2 3P6 4S2 3D1
Mae Scandium yn fetel pontio gwyn meddal, arian gyda phwynt toddi o 1541 ℃ a berwbwynt o 2831 ℃.
Am gyfnod sylweddol o amser ar ôl ei ddarganfod, ni ddangoswyd y defnydd o Scandium oherwydd ei anhawster wrth gynhyrchu. Gyda gwelliant cynyddol mewn dulliau gwahanu elfennau daear prin, mae llif proses aeddfed bellach ar gyfer puro cyfansoddion sgandiwm. Oherwydd bod Scandium yn llai alcalïaidd nag yttrium a lanthanide, yr hydrocsid yw'r gwannaf, felly bydd yr elfen ddaear brin sy'n cynnwys mwynau sy'n cynnwys sgandiwm yn cael ei gwahanu o'r elfen ddaear brin trwy ddull “dyodiad cam” pan fydd sgandiwm (III) hydroxide yn cael ei drin ag amonia ar ôl ei drosglwyddo. Y dull arall yw gwahanu sgandiwm nitrad trwy ddadelfennu pegynol nitrad. Oherwydd mai sgandiwm nitrad yw'r hawsaf i'w ddadelfennu, gellir gwahanu scandium. Yn ogystal, mae adferiad cynhwysfawr sgandiwm sy'n cyd -fynd â wraniwm, thorium, twngsten, tun a dyddodion mwynau eraill hefyd yn ffynhonnell sgandiwm bwysig.
Ar ôl cael cyfansoddyn sgandiwm pur, caiff ei drawsnewid yn SCCL Å a'i gyd -fynd â KCl a LICL. Defnyddir y sinc tawdd fel y catod ar gyfer electrolysis, gan beri i Scandium waddodi ar yr electrod sinc. Yna, mae'r sinc yn cael ei anweddu i gael sgandiwm metelaidd. Mae hwn yn fetel gwyn arian ysgafn gydag eiddo cemegol gweithredol iawn, a all ymateb â dŵr poeth i gynhyrchu nwy hydrogen. Felly mae'r scandium metel a welwch yn y llun wedi'i selio mewn potel a'i amddiffyn â nwy argon, fel arall bydd Scandium yn ffurfio haen ocsid melyn neu lwyd tywyll yn gyflym, gan golli ei llewyrch metelaidd sgleiniog.
Ngheisiadau
Diwydiant Goleuadau
Mae'r defnydd o Scandium wedi'u crynhoi i gyfeiriadau llachar iawn, ac nid yw'n or -ddweud ei alw'n Fab y Goleuni. Gelwir yr arf hud cyntaf o Scandium yn lamp sodiwm Scandium, y gellir ei ddefnyddio i ddod â golau i filoedd o aelwydydd. Golau trydan halid metel yw hwn: mae'r bwlb wedi'i lenwi â sodiwm ïodid a scandium triiodide, ac ychwanegir ffoil scandium a sodiwm ar yr un pryd. Yn ystod gollyngiad foltedd uchel, ïonau sgandiwm ac ïonau sodiwm yn y drefn honno allyrru golau eu tonfeddi allyriadau nodweddiadol. Llinellau sbectrol sodiwm yw 589.0 a 589.6 nm, dau olau melyn enwog, tra bod llinellau sbectrol Scandium yn 361.3 ~ 424.7 nm, cyfres o allyriadau uwchfioled a golau glas bron. Oherwydd eu bod yn ategu ei gilydd, mae'r lliw golau cyffredinol a gynhyrchir yn olau gwyn. Mae'n union oherwydd bod gan lampau sodiwm sgandiwm nodweddion effeithlonrwydd goleuol uchel, lliw golau da, arbed pŵer, bywyd gwasanaeth hir, a gallu torri niwl cryf y gellir eu defnyddio'n helaeth ar gyfer camerâu teledu, sgwariau, lleoliadau chwaraeon, a goleuadau ffyrdd, ac fe'u gelwir fel ffynonellau golau'r drydedd genhedlaeth. Yn Tsieina, mae'r math hwn o lamp yn cael ei hyrwyddo'n raddol fel technoleg newydd, tra mewn rhai gwledydd datblygedig, defnyddiwyd y math hwn o lamp yn helaeth mor gynnar â dechrau'r 1980au.
Ail arf hud Scandium yw celloedd ffotofoltäig solar, a all gasglu'r golau sydd wedi'i wasgaru ar y ddaear a'i droi yn drydan i yrru cymdeithas ddynol. Scandium yw'r metel rhwystr gorau mewn celloedd solar silicon lled -ddargludyddion ynysydd metel a chelloedd solar.
Enw ei drydedd arf hud yw γ yn ffynhonnell pelydr, gall yr arf hud hwn ddisgleirio’n llachar ar ei ben ei hun, ond ni all y llygad noeth dderbyn y math hwn o olau, mae'n llif ffoton egni uchel. Rydym fel arfer yn tynnu 45SC o fwynau, sef yr unig isotopau naturiol o sgandiwm. Mae pob niwclews 45SC yn cynnwys 21 o brotonau a 24 niwtron. Gellir defnyddio 46SC, isotop ymbelydrol artiffisial, fel ffynonellau ymbelydredd γ neu atomau olrhain hefyd ar gyfer radiotherapi tiwmorau malaen. Mae yna hefyd gymwysiadau fel Yttrium gallium scandium garnet laser,Fflworid ScandiumFfibr optegol is -goch gwydr, a thiwb pelydr cathod wedi'i orchuddio â scandium ar y teledu. Mae'n ymddangos bod Scandium yn cael ei eni â disgleirdeb.
Diwydiant Alloy
Defnyddiwyd Scandium yn ei ffurf elfenol yn helaeth ar gyfer dopio aloion alwminiwm. Cyn belled â bod ychydig filfedau o Scandium yn cael ei ychwanegu at alwminiwm, bydd cyfnod AL3SC newydd yn cael ei ffurfio, a fydd yn chwarae rôl metamorffiaeth mewn aloi alwminiwm ac yn gwneud strwythur a phriodweddau'r aloi yn newid yn sylweddol. Gall ychwanegu 0.2% ~ 0.4% SC (sy'n wirioneddol debyg i gyfran yr ychwanegu halen i droi llysiau wedi'u ffrio gartref, dim ond ychydig bach sydd ei angen) gynyddu tymheredd ailrystallization yr aloi 150-200 ℃, a gwella cryfder tymheredd uchel yn sylweddol, sefydlogrwydd strwythurol, perfformiad weldio, a gwrthsefyll cyrydiad. Gall hefyd osgoi'r ffenomen embrittlement sy'n hawdd ei digwydd yn ystod gwaith tymor hir ar dymheredd uchel. Cryfder Uchel a Alloy Alwminiwm Caledwch Uchel, Alloy Alwminiwm Alwminiwm Weldio sy'n Gwrthsefyll Cyrydiad Uchel Newydd, Alloy Alwminiwm Tymheredd Uchel Newydd, Alloy Alwminiwm Gwrthiannol Aroped Gwrthsefyll Niwtron Uchel, ac ati.
Mae Scandium hefyd yn addasydd rhagorol ar gyfer haearn, a gall ychydig bach o sgandiwm wella cryfder a chaledwch haearn bwrw yn sylweddol. Yn ogystal, gellir defnyddio scandium hefyd fel ychwanegyn ar gyfer twngsten tymheredd uchel a aloion cromiwm. Wrth gwrs, yn ogystal â gwneud dillad priodas i eraill, mae gan Scandium bwynt toddi uchel ac mae ei ddwysedd yn debyg i alwminiwm, ac fe'i defnyddir hefyd mewn aloion ysgafn pwynt toddi uchel fel aloi titaniwm Scandium ac aloi magnesiwm Scandium. Fodd bynnag, oherwydd ei bris uchel, dim ond mewn diwydiannau gweithgynhyrchu pen uchel fel gwennol gofod a rocedi y mae'n cael ei ddefnyddio.
Deunydd Cerameg
Yn gyffredinol, defnyddir sgandiwm, un sylwedd, mewn aloion, ac mae ei ocsidau yn chwarae rhan bwysig mewn deunyddiau cerameg mewn ffordd debyg. Mae gan y deunydd serameg zirconia tetragonal, y gellir ei ddefnyddio fel deunydd electrod ar gyfer celloedd tanwydd ocsid solet, eiddo unigryw lle mae dargludedd yr electrolyt hwn yn cynyddu gyda chrynodiad tymheredd ac ocsigen cynyddol yn yr amgylchedd. Fodd bynnag, ni all strwythur grisial y deunydd cerameg hwn ei hun fodoli'n sefydlog ac nid oes ganddo werth diwydiannol; Mae angen dopio rhai sylweddau a all drwsio'r strwythur hwn er mwyn cynnal ei briodweddau gwreiddiol. Mae ychwanegu 6 ~ 10% Scandium ocsid fel strwythur concrit, fel y gellir sefydlogi zirconia ar ddellt sgwâr.
Mae yna hefyd ddeunyddiau cerameg peirianneg fel cryfder uchel a nitrid silicon gwrthsefyll tymheredd uchel fel dwyseddwyr a sefydlogwyr.
Fel dwyseddwr,Scandium ocsidyn gallu ffurfio cyfnod anhydrin SC2SI2O7 ar ymyl gronynnau mân, gan leihau dadffurfiad tymheredd uchel cerameg peirianneg. O'i gymharu ag ocsidau eraill, gall wella priodweddau mecanyddol tymheredd uchel nitrid silicon yn well.
Cemeg Catalytig
Mewn peirianneg gemegol, defnyddir sgandiwm yn aml fel catalydd, tra gellir defnyddio SC2O3 ar gyfer dadhydradu a dadocsidiad ethanol neu isopropanol, dadelfennu asid asetig, a chynhyrchu ethylen o CO a H2. Mae'r catalydd PT al sy'n cynnwys SC2O3 hefyd yn gatalydd pwysig ar gyfer puro a mireinio hydrogeniad olew trwm mewn prosesau petrocemegol. Mewn adweithiau cracio catalytig fel cumene, mae gweithgaredd catalydd zeolite SC-y 1000 gwaith yn uwch na gweithgaredd catalydd silicad alwminiwm; O'i gymharu â rhai catalyddion traddodiadol, bydd rhagolygon datblygu catalyddion Scandium yn ddisglair iawn.
Diwydiant Ynni Niwclear
Gall ychwanegu ychydig bach o SC2O3 i UO2 mewn tanwydd niwclear adweithydd tymheredd uchel osgoi trawsnewid dellt, cynnydd mewn cyfaint, a chracio a achosir gan UO2 i drawsnewid U3O8.
Cell Tanwydd
Yn yr un modd, bydd ychwanegu 2.5% i 25% sgandiwm at fatris nicel alcali yn cynyddu eu bywyd gwasanaeth.
Bridio amaethyddol
Mewn amaethyddiaeth, gellir trin hadau fel corn, betys, pys, gwenith a blodyn yr haul gyda sylffad sgandiwm (mae'r crynodiad yn gyffredinol yn 10-3 ~ 10-8mol/L, bydd gwahanol blanhigion yn cael gwahanol), a chyflawnwyd effaith wirioneddol hyrwyddo egino. Ar ôl 8 awr, cynyddodd pwysau sych gwreiddiau a blagur 37% a 78% yn y drefn honno o gymharu ag eginblanhigion, ond mae'r mecanwaith yn dal i gael ei astudio.
O sylw Nielsen i ddyled data torfol atomig hyd heddiw, mae Scandium wedi mynd i mewn i weledigaeth pobl am ddim ond cant neu ugain mlynedd, ond mae bron wedi eistedd ar y fainc ers can mlynedd. Dim ond tan ddatblygiad egnïol gwyddoniaeth faterol ar ddiwedd y ganrif ddiwethaf y daeth â bywiogrwydd iddo. Heddiw, mae elfennau prin y Ddaear, gan gynnwys Scandium, wedi dod yn sêr poeth mewn gwyddoniaeth deunyddiau, yn chwarae rolau sy'n newid yn barhaus mewn miloedd o systemau, yn dod â mwy o gyfleustra i'n bywydau bob dydd, a chreu gwerth economaidd sydd hyd yn oed yn anoddach ei fesur.
Amser Post: Mehefin-29-2023