Sカンディウム、要素シンボルSCと21の原子数では、水に簡単に溶け、お湯と相互作用し、空中で簡単に暗くなります。その主な価数は+3です。多くの場合、ガドリニウム、エルビウム、およびその他の元素と混合され、低収量と地殻の約0.0005％の含有量があります。スカンジウムは、多くの場合、特別なガラスと軽量の高温合金を作るために使用されます。
現在、世界で実績のあるスカンジウムの埋蔵量はわずか200万トンで、そのうち90〜95％はボーキサイト、ホスホリット、鉄の鉱石に含まれており、主にロシア、中国、タジカス、マダガスカル、他の国々に分布しているウラン、トリウム、タングステン、希土類の鉱石に小さな部分が含まれています。中国はスカンジウム資源が非常に豊富で、スカンジウムに関連する巨大な鉱物埋蔵量があります。不完全な統計によると、中国のスカンジウムの埋蔵量は約600000トンであり、南中国のボーキサイトおよびホスホリット堆積物、斑岩および石英静脈タングステン堆積物、南中国の希土類堆積物、内部モンゴラのバヤンオボレアアース鉄鉱石堆積物、およびパヌジハイハバナダイウム鉱石鉱石鉱床にあります。
スカンジウムが不足しているため、スカンジウムの価格も非常に高く、そのピーク時には、スカンジウムの価格は金の価格の10倍に膨らんでいました。スカンジウムの価格は下落していますが、金の価格の4倍です！
歴史の発見
1869年、メンデリーエフは、カルシウム（40）とチタン（48）の間の原子質量のギャップに気付き、ここには未発見の中間原子質量要素もあると予測しました。彼は、その酸化物がx₂oÅであると予測しました。スウェーデンのウプサラ大学のラース・フレデリック・ニルソンによって1879年にスカンジウムが発見されました。彼は、8種類の金属酸化物を含む複雑な鉱石である黒い希少金鉱山からそれを抽出しました。彼は抽出しましたエルビウム（III）酸化物黒いレアの金鉱石から、そして入手しましたイッタービウム（III）酸化物この酸化物から、明るい元素の別の酸化物があり、そのスペクトルはそれが未知の金属であることを示しています。これはメンデリーエフによって予測された金属であり、その酸化物はsc₂o₃。スカンジウム金属自体は生産されました塩化スカンジウム1937年の電解融解により。
メンデリーエフ
電子構成
電子構成：1S2 2S2 2P6 3S2 3P6 4S2 3D1
スカンジウムは、1541年の融点と2831℃の沸点を持つ柔らかい銀の白い遷移金属です。
発見後、かなりの期間、スカンジウムの使用は生産が困難であるため実証されていませんでした。希土類元素分離法の改善が増加するにつれて、スカンジウム化合物を精製するための成熟したプロセスフローが現在あります。スカンジウムはイットリウムやランタニドよりもアルカリ性が少ないため、水酸化物は最も弱いため、スカンジウム（III）水酸化物が溶液に移された後、アモニアで処理されると、スカンジウムを含むミネラル混合ミネラルを「ステップ沈殿」法によって希土類元素から分離します。もう1つの方法は、硝酸塩の極分解によって硝酸スカンジウムを分離することです。硝酸スカンジウムは分解しやすいため、スカンジウムを分離できます。さらに、ウラン、トリウム、タングステン、スズ、その他の鉱物堆積物からの伴うスカンジウムの包括的な回復も、スカンジウムの重要な供給源です。
純粋なスカンジウム化合物を取得した後、それはscclÅに変換され、KclおよびLiClで溶けます。溶融亜鉛は電気分解のカソードとして使用され、スカンジウムが亜鉛電極を沈殿させます。次に、亜鉛を蒸発させて金属スカンジウムを取得します。これは、非常に活発な化学的特性を備えた軽量の銀色の金属であり、温水と反応して水素ガスを生成できます。そのため、写真に表示される金属スカンジウムはボトルに密閉され、アルゴンガスで保護されています。そうしないと、スカンジウムはすぐに濃い黄色または灰色の酸化物層を形成し、光沢のある金属の光沢を失います。
アプリケーション
照明業界
スカンジウムの使用は非常に明るい方向に集中しており、それを光の息子と呼ぶのは誇張ではありません。スカンジウムの最初の魔法の武器は、スカンジウムナトリウムランプと呼ばれ、数千世帯に光をもたらすために使用できます。これは金属製のハロゲン化物です。電球にはヨウ化ナトリウムと三ヨード化スカンジウムで満たされており、スカンジウムとナトリウム箔が同時に添加されています。高電圧分泌物中、スカンジウムイオンとナトリウムイオンはそれぞれ特徴的な放射波長の光を放出します。ナトリウムのスペクトルラインは589.0および589.6 nm、2つの有名な黄色のライトであり、スカンジウムのスペクトルラインは361.3〜424.7 nmで、紫外線と青色の光排出量が近い一連の排出量です。それらはお互いを補完するため、生成される全体的な光色は白色光です。それはまさに、スカンジウムナトリウムランプには、高発光効率、良好な明るい色、発電、長いサービス寿命、およびテレビカメラ、正方形、スポーツ会場、道路照明に広く使用できる強力な霧の破壊能力の特徴があり、第3世代の光源として知られています。中国では、このタイプのランプは徐々に新しいテクノロジーとして促進されていますが、一部の先進国では、このタイプのランプは1980年代初頭に広く使用されていました。
スカンジウムの2番目の魔法の武器は太陽光発電細胞であり、地面に散らばった光を集めて電気に変えて人間社会を駆り立てることができます。スカンジウムは、金属絶縁体半導体シリコン太陽電池と太陽電池に最適なバリア金属です。
その3番目の魔法の武器はγA線源と呼ばれます。この魔法の武器はそれ自体で明るく輝くことができますが、この種の光は肉眼では受け取ることはできません。それは高エネルギーの光子の流れです。私たちは通常、スカンジウムの唯一の天然同位体である鉱物から45SCを抽出します。各45SC核には、21個の陽子と24個の中性子が含まれています。人工放射性同位体である46SCは、γ放射源として使用できます。また、悪性腫瘍の放射線療法にもトレーサー原子を使用できます。 Yttrium Gallium Scandium Garnet Laserなどの用途もあります。フッ化スカンジウムガラス赤外線光ファイバー、およびテレビでのスカンジウムコーティングされたカソードレイチューブ。スカンジウムは明るさで生まれているようです。
合金産業
その元素形態のスカンジウムは、アルミニウム合金のドーピングに広く使用されています。数千分の1のスカンジウムがアルミニウムに追加されている限り、新しいAL3SC相が形成され、アルミニウム合金で変成作用の役割を果たし、合金の構造と特性を大幅に変えます。 0.2％〜0.4％のSCを追加すると、これは自宅で野菜を炒めた塩を添加する割合に非常に似ていますが、少しだけ必要です）は、合金の再結晶温度を150〜200℃増加させ、高温強度、構造の安定性、溶接性能、腐食抵抗を大幅に改善します。また、高温での長期作業中に発生するのが簡単な腹部現象を回避することもできます。高強度と高靭性アルミニウム合金、新しい高強度耐性溶接溶接性アルミニウム合金、新しい高温アルミニウム合金、高強度中性子照射耐性アルミニウム合金などは、航空宇宙、航空、航空、船舶、核原子炉、高速車両の非常に魅力的な開発の見通しを持っています。
スカンジウムは鉄の優れた修飾剤でもあり、少量のスカンジウムは鋳鉄の強度と硬度を大幅に改善できます。さらに、スカンジウムは、高温タングステンおよびクロム合金の添加物としても使用できます。もちろん、他の人のために結婚式の服を作ることに加えて、Scandiumは融点が高く、その密度はアルミニウムに似ており、スカンジウムチタン合金やスカンジウムマグネシウム合金などの高融点軽量合金でも使用されます。ただし、価格が高いため、一般的にはスペースシャトルやロケットなどのハイエンド製造業でのみ使用されます。
セラミック素材
単一の物質であるスカンジウムは一般に合金で使用され、その酸化物は同様の方法でセラミック材料で重要な役割を果たします。固体酸化物燃料電池の電極材料として使用できる四角いジルコニアセラミック材料は、環境の温度と酸素濃度の上昇とともに、この電解質の導電率が増加するユニークな特性を持っています。ただし、このセラミック材料自体の結晶構造は、安定して存在することはできず、産業的価値はありません。元の特性を維持するために、この構造を修正できる物質をドープする必要があります。 6〜10％の酸化スカンジウムを追加することは、具体的な構造のようなものであるため、ジルコニアは正方形の格子で安定化できます。
また、高強度および高温耐性窒化物などのエンジニアリングセラミック材料も、密度媒性物質および安定剤として存在しています。
密集器として、酸化スカンジウム微粒子の端に耐火相SC2SI2O7を形成し、工学セラミックの高温変形を減らすことができます。他の酸化物と比較して、窒化シリコンの高温機械的特性を改善することができます。
触媒化学
化学工学では、スカンジウムは触媒としてよく使用されますが、SC2O3はエタノールまたはイソプロパノールの脱水と脱酸化、酢酸の分解、COおよびH2からのエチレンの産生に使用できます。 SC2O3を含むPT AL触媒は、石油化学産業における重油水素化精製および精製プロセスの重要な触媒でもあります。クメンなどの触媒亀裂反応では、SC-Yゼオライト触媒の活性は、アルミニウムケイ酸触媒触媒の活性よりも1000倍高くなっています。いくつかの従来の触媒と比較して、スカンジウム触媒の開発の見通しは非常に明るくなります。
原子力産業
高温反応器核燃料に少量のSC2O3をUO2に追加すると、UO2からU3O8への変換によって引き起こされる格子の変換、体積の増加、亀裂を回避できます。
燃料電池
同様に、2.5％から25％のスカンジウムをニッケルアルカリバッテリーに追加すると、サービス寿命が増加します。
農業繁殖
農業では、トウモロコシ、ビート、エンドウ豆、小麦、ヒマワリなどの種子は硫酸スカンジウムで処理できます（一般に濃度は10-3〜10-8mol/Lで、異なる植物は異なります）。 8時間後、根と芽の乾燥重量は、実生と比較してそれぞれ37％と78％増加しましたが、メカニズムはまだ研究中です。
ニールセンの注目から原子質量データの負債への関心から、スカンジウムは100年、20年にわたって人々のビジョンに入ってきましたが、それはほぼ100年間ベンチに座っています。彼に活力をもたらしたのは、前世紀後半の物質科学の激しい発展まででした。今日、Scandiumを含むレアアースの要素は、材料科学のホットスターになり、何千ものシステムで絶えず変化する役割を果たし、毎日の生活により多くの利便性をもたらし、測定がさらに困難な経済的価値を生み出しています。
投稿時間：2023年6月29日