Scandium, le siombail eilimint Sc agus uimhir Adamhach de 21, intuaslagtha go héasca in uisce, is féidir idirghníomhú le huisce te, agus go héasca Dorchaigh san aer. Is é +3 a phríomhfhiles. Is minic a mheascadh é le gadolinium, erbium, agus eilimintí eile, le toradh íseal agus cion thart ar 0.0005% sa screamh. Is minic a úsáidtear scaindiam chun gloine speisialta agus cóimhiotail éadroma ardteochta a dhéanamh.
Faoi láthair, níl ach 2 mhilliún tonna sa chúlchiste cruthaithe de scandium ar fud an domhain, agus tá 90 ~ 95% díobh i mianta Báicsít, fosfarite agus tíotáiniam iarainn, agus cuid bheag i mianta úráiniam, tóiriam, tungstain agus cré neamhchoitianta, go príomha. dháileadh sa Rúis, an tSín, an Táidsíceastáin, Madagascar, an Iorua agus i dtíortha eile. Tá an tSín an-saibhir i n-acmhainní scandium, le cúlchistí mianraí ollmhór a bhaineann le scaindiam. De réir staitisticí neamhiomlána, tá cúlchistí scandium sa tSín thart ar 600,000 tonna, atá i dtaiscí Báicsít agus fosfarite, taiscí tungstain veiníte agus veinír grianchloch sa tSín Theas, taiscí tearc-chré sa tSín Theas, Bayan Obo taisce amhiarainn cré-annamh sa tSín. Istigh Mhongóil, agus taisce maighnéadite tíotáiniam Vanadium Panzhihua i Sichuan.
Mar gheall ar an ganntanas scandium, tá praghas an scandium an-ard freisin, agus ag a bhuaic, bhí praghas an scandium teannta go 10 n-uaire an praghas óir. Cé gur thit praghas an scandium, tá sé fós ceithre huaire praghas an óir!
Ag Lorg Stair
Sa bhliain 1869, thug Mendeleev faoi deara go raibh bearna i mais adamhach idir cailciam (40) agus tíotáiniam (48), agus thuar go raibh eilimint mais adamhach idirmheánach nár aimsíodh anseo freisin. Thuar sé gurb é X ₂ O Å a ocsaíd. D'aimsigh Lars Frederik Nilson ó Ollscoil Uppsala sa tSualainn scaindiam i 1879. Bhain sé as an mianach óir dubh neamhchoitianta é, méine casta ina bhfuil 8 gcineál ocsaídí miotail. Tá sliocht aigeOcsaíd Erbium(III).ó dhubh neamhchoitianta méine óir, agus a fhaightearOcsaíd ytterbium(III).ón ocsaíd seo, agus tá ocsaíd eile d’eilimint níos éadroime ann, a léiríonn a speictream gur miotal anaithnid é. Is é seo an miotail a thuar Mendeleev, a bhfuil a ocsaídSc₂O₃. Táirgeadh an miotal scandium féin óClóiríd scaindiamtrí leá leictrealaíoch i 1937.
Mendeleev
Cumraíocht leictreon
Cumraíocht leictreon: 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d1
Is miotal trasdultach bog, airgid é scaindiam le pointe leá de 1541 ℃ agus fiuchphointe 2831 ℃.
Ar feadh tréimhse fada tar éis a fhionnachtain, níor léiríodh úsáid scaindiam mar gheall ar a dheacracht i dtáirgeadh. Le feabhas méadaithe ar mhodhanna deighilte eilimintí tearc-chré, tá sreabhadh próisis aibí ann anois chun comhdhúile scandium a íonú. Toisc go bhfuil an scandium níos lú alcaileach ná yttrium agus Lanthanide, is é an hiodrocsaíd an ceann is laige, mar sin déanfar an mianraí tearc-chré measctha ina bhfuil scaindiam a dheighilt ón eilimint tearcchré trí mhodh “deascadh céime” nuair a dhéantar hiodrocsaíd Scandium(III) a chóireáil le amóinia tar éis á aistriú go réiteach. Is é an modh eile ná níotráit Scandium a scaradh trí dhianscaoileadh Polar níotráite. Toisc go bhfuil níotráit scandium is éasca le dianscaoileadh, is féidir scaindiam a scaradh. Ina theannta sin, is foinse thábhachtach scandium é aisghabháil cuimsitheach an scandium a théann leis ó úráiniam, tóiriam, tungstain, stáin agus mianraí eile.
Tar éis cumaisc scandium íon a fháil, déantar é a thiontú ina ScCl Å agus comh leáite le KCl agus LiCl. Úsáidtear an since leáite mar chatóid le haghaidh leictrealú, rud a fhágann go mbíonn scaindiam ag deascadh ar an leictreoid since. Ansin, déantar an since a ghalú chun scaindiam miotalach a fháil. Is miotal bán airgid éadrom é seo a bhfuil airíonna ceimiceacha an-ghníomhacha aige, ar féidir leis freagairt le huisce te chun gás hidrigine a ghiniúint. Mar sin tá an scandium miotail a fheiceann tú sa phictiúr séalaithe i mbuidéal agus á chosaint le gás argón, ar shlí eile cruthóidh scandium ciseal dorcha ocsaíd buí nó liath go tapa, rud a chaillfidh a luster mhiotalacha lonracha.
Feidhmchláir
Tionscal soilsithe
Tá úsáidí an scaindiam comhchruinnithe i dtreonna an-gheala, agus ní áibhéil é Mac an tSolais a thabhairt air. Tugtar lampa sóidiam scandium ar an gcéad arm draíochta scandium, ar féidir é a úsáid chun solas a thabhairt do na mílte teaghlach. Is hailíd miotail é seo Solas Leictreach: líontar an bolgán le iaidíd Sóidiam agus tríiaidíd Scandium, agus cuirtear scandium agus scragall sóidiam leis ag an am céanna. Le linn urscaoilte ardvoltais, astaíonn iain scandium agus iain sóidiam faoi seach solas a dtonnfhaid tréithiúla astaithe. Is iad na línte speictreach sóidiam ná 589.0 agus 589.6 nm, dhá shoilse buí cáiliúla, agus is iad na línte speictreach scandium ná 361.3 ~ 424.7 nm, sraith d'astaíochtaí solais in aice ultraivialait agus gorm. Toisc go gcomhlánaíonn siad a chéile, is é an dath éadrom iomlán a tháirgtear ná solas bán. Tá sé go beacht toisc go bhfuil tréithe éifeachtacht ard lonrúil ag lampaí sóidiam scandium, dath éadrom maith, sábháil cumhachta, saol seirbhíse fada, agus cumas briste ceo láidir gur féidir iad a úsáid go forleathan le haghaidh ceamaraí teilifíse, cearnóga, ionaid spóirt, agus soilsiú bóthair, agus tugtar foinsí solais an tríú glúin orthu. Sa tSín, tá an cineál lampa seo á chur chun cinn de réir a chéile mar theicneolaíocht nua, agus i roinnt tíortha forbartha, úsáideadh an cineál lampa seo go forleathan chomh luath leis na 1980í go luath.
Is é an dara arm draíochta scandium ná cealla fótavoltach gréine, ar féidir leo an solas scaipthe ar an talamh a bhailiú agus é a iompú ina leictreachas chun an tsochaí dhaonna a thiomáint. Is é an scaindiam an miotail bhacainn is fearr i gcealla gréine leathsheoltóra sileacain inslithe miotail agus cealla gréine.
Tugtar γ Foinse gathanna ar a thríú arm draíochta, is féidir leis an arm draíochta seo a bheith ag taitneamh go geal leis féin, ach ní féidir leis an tsúil nocht an solas seo a fháil, is sreabhadh fótóin ardfhuinnimh é. Bainimid 45Sc as mianraí de ghnáth, arb é an t-aon iseatóip Nádúrtha de scaindiam é. Tá 21 prótón agus 24 neodrón i ngach núicléas 45Sc. Is féidir 46Sc, iseatóp radaighníomhach saorga, a úsáid mar γ Is féidir foinsí radaíochta nó adaimh rianaithe a úsáid freisin le haghaidh radaiteiripe siadaí urchóideacha. Tá feidhmchláir ann freisin mar léasair gairnéad scandium yttrium gallium,Fluairíd scaindiamgloine infridhearg Snáithín optúil, agus feadán ga-chatóideach brataithe le scaindiam ar an teilifís. Dealraíonn sé go bhfuil scaindiam a rugadh le gile.
Tionscal cóimhiotail
Baineadh úsáid go forleathan as scaindiam ina fhoirm eiliminteach chun cóimhiotal alúmanaim a dhópáil. Chomh fada agus a chuirtear cúpla míleú de scandium le alúmanam, déanfar céim Al3Sc nua a fhoirmiú, a imreoidh ról Metamorphism i gcóimhiotal alúmanaim agus déanfaidh sé struchtúr agus airíonna an chóimhiotail a athrú go suntasach. Nuair a chuirfear 0.2% ~ 0.4% Sc (atá i ndáiríre cosúil leis an gcion salainn a chur leis chun glasraí friochta a stir sa bhaile, níl ach beagán ag teastáil) is féidir leis an teocht athchriostalú an chóimhiotail a mhéadú 150-200 ℃, agus feabhas suntasach a dhéanamh ar ard. - neart teochta, cobhsaíocht struchtúrach, feidhmíocht táthú, agus friotaíocht creimeadh. Is féidir leis an bhfeiniméan embrittlement a sheachaint freisin atá éasca le tarlú le linn obair fhadtéarmach ag teocht ard. Tá ionchais forbartha an-tarraingteach san aeraspáis, eitlíocht, longa, cóimhiotal alúmanaim ard-neart agus ard-dhianacht, cóimhiotal alúmanaim táthaithe ard-neart creimeadh-resistant, cóimhiotal alúmanaim ardteochta nua, cóimhiotal alúmanaim ard-neart ionradaíochta neodrón, etc. imoibreoirí núicléacha, feithiclí éadroma agus traenacha ardluais.
Is modhnóir den scoth é scaindiam freisin d'iarann, agus is féidir le méid beag scandium feabhas suntasach a dhéanamh ar neart agus cruas iarann teilgthe. Ina theannta sin, is féidir scaindiam a úsáid freisin mar bhreiseán le haghaidh cóimhiotail tungstain agus cróimiam ardteochta. Ar ndóigh, chomh maith le héadaí bainise a dhéanamh do dhaoine eile, tá pointe leá ard ag an scandium agus tá a dhlús cosúil le alúmanam, agus úsáidtear é freisin i gcóimhiotail éadroma pointe leá ard mar chóimhiotail tíotáiniam scandium agus cóimhiotal maignéisiam scandium. Mar gheall ar a ardphraghas, áfach, ní úsáidtear é go ginearálta ach amháin i dtionscail déantúsaíochta ard-deireadh mar eiteáin spáis agus roicéid.
Ábhar ceirmeach
Úsáidtear scaindiam, substaint aonair, go ginearálta i gcóimhiotail, agus tá ról tábhachtach ag a ocsaídí in ábhair ceirmeacha ar bhealach comhchosúil. Tá maoin uathúil ag an ábhar ceirmeach tetragonal zirconia, is féidir a úsáid mar ábhar leictreoid le haghaidh cealla breosla ocsaíd soladach, áit a mhéadaíonn seoltacht an leictrilít seo le méadú ar theocht agus tiúchan ocsaigine sa chomhshaol. Mar sin féin, ní féidir le struchtúr criostail an ábhair ceirmeach seo féin a bheith ann go cobhsaí agus níl aon luach tionsclaíoch aige; Is gá dópáil a dhéanamh ar roinnt substaintí atá in ann an struchtúr seo a shocrú chun a airíonna bunaidh a choinneáil. 6 ~ 10% a chur leis Tá ocsaíd scandium cosúil le struchtúr coincréite, ionas gur féidir zirconia a chobhsú ar laitís cearnach.
Tá ábhair ceirmeacha innealtóireachta ann freisin mar nítríde sileacain ard-neart agus ard-teocht resistant mar dhianaitheoirí agus cobhsaitheoirí.
Mar dhianaitheoir,Ocsaíd scandiumis féidir le céim teasfhulangach Sc2Si2O7 a fhoirmiú ar imeall na gcáithníní fíneáil, rud a laghdóidh dífhoirmiúchán ardteochta na criadóireachta innealtóireachta. I gcomparáid le ocsaídí eile, is féidir leis feabhas a chur ar airíonna meicniúla ardteochta nítríde sileacain.
Ceimic chatalaíoch
In innealtóireacht cheimiceach, is minic a úsáidtear scaindiam mar chatalaíoch, agus is féidir Sc2O3 a úsáid le haghaidh díhiodráitithe agus dí-ocsaídiúcháin eatánóil nó isopropanol, dianscaoileadh aigéad aicéiteach, agus táirgeadh eitiléine ó CO agus H2. Tá an catalaíoch Pt Al ina bhfuil Sc2O3 ina chatalaíoch tábhachtach freisin le haghaidh próisis íonú agus scagtha ola throma i dtionscal peitriceimiceach. I bhfrithghníomhartha scoilteadh catalaíoch mar Cumene, tá gníomhaíocht chatalaíoch zeolite Sc-Y 1000 uair níos airde ná mar atá ag catalaíoch sileacáit Alúmanam; I gcomparáid le roinnt catalaíoch traidisiúnta, beidh na hionchais forbartha ar chatalaíoch scandium an-gheal.
An tionscal fuinnimh núicléach
Má chuirtear méid beag Sc2O3 le UO2 le breosla núicléach imoibreora ardteochta is féidir claochlú laitíse, méadú toirte, agus scoilteadh de bharr UO2 go U3O8 a sheachaint.
Ceall breosla
Ar an gcaoi chéanna, méadóidh cur lena saol seirbhíse 2.5% go 25% scandium le cadhnraí nicil alcaile.
Pórú talmhaíochta
Sa talmhaíocht, is féidir le síolta cosúil le arbhar, biatas, pea, cruithneacht agus lus na gréine a chóireáil le sulfáit Scandium (go ginearálta 10-3 ~ 10-8mol / L, beidh plandaí éagsúla difriúil), agus an éifeacht iarbhír a bhaineann le péacadh a chur chun cinn. bainte amach. Tar éis 8 uair an chloig, tháinig méadú 37% agus 78% faoi seach ar mheáchan tirim fréamhacha agus bachlóga i gcomparáid le síológa, ach tá an mheicníocht fós á staidéar.
Ó aird Nielsen ar fhiach na sonraí mais Adamhach go dtí an lá atá inniu ann, tá scandium tar éis dul isteach i bhfís daoine le céad nó fiche bliain, ach tá sé beagnach suite ar an mbinse le céad bliain. Ní go dtí forbairt bhríomhar na heolaíochta ábhar ag deireadh na haoise seo caite a thug beocht dó. Sa lá atá inniu ann, tá eilimintí tearc-chré, lena n-áirítear scandium, ina réaltaí te in eolaíocht na n-ábhar, ag imirt róil atá ag athrú de shíor sna mílte córas, ag tabhairt níos mó áisiúlachta dár saol gach lá, agus ag cruthú luach eacnamaíoch atá níos deacra fós a thomhas.
Am postála: Meitheamh-29-2023