Skandijs

A: Scandium nodrošina pārveidojošu spēku bez nepieciešamības pēc problemātiskas un dārgas termiskās apstrādes. Konkrēti, skandija piedevas var palielināt tecēšanas robežu 5000. sērijā līdz 300 Mpa līdz 450 Mpa atkarībā no pievienošanas daudzuma, vienlaikus saglabājot pagarinājuma (elastības) rādītājus 12-15.

A: Alumīnija-skandija galvenā sakausējuma ķīmiskais sastāvs ir 2% skandija un atlikums ir 99,7% alumīnija. Galvenais sakausējums tiek izmantots, lai pievienotu skandiju Al-Mg-Zr saturošiem sakausējumiem, kurus izmanto lokšņu un plākšņu veidā. Šīs loksnes un plāksnes galvenokārt izmanto lidmašīnu ražotāji.

A: Elementārais skandijs tiek uzskatīts par netoksisku, un ir veikts maz skandija savienojumu testēšanas ar dzīvniekiem. Pusnāvējošās devas (LD50) līmenis skandija (III) hlorīdam žurkām ir noteikts kā 4 mg/kg intraperitoneālai lietošanai un 755 mg/kg perorālai ievadīšanai.

A: Skandiju galvenokārt izmanto kā sakausējuma piedevu alumīnija sakausējumiem sporta precēm un augstas intensitātes metālu halogenīdu lampās.

A: Ir divi izplatīti veidi, kā iegūt skandiju.

• Pirmais veids ir iegūt to kā urāna dzirnavu atkritumu blakusproduktu.
• Otrā metode, ar kuras palīdzību var iegūt skandiju, ir izkausēta skandija hlorīda, litija un kālija elektrolīze, izmantojot izkausēta cinka un volframa stieples elektrodus.

A: Elementam Scandium ir plašas īpašības, un tā izmantošana ir apspriesta. Dažas īpašības ir ļoti atšķiramas no citiem elementiem, un tas nosaka elementa skandija dažādus mērķus un pielietojumus. Šajā jomā notiek vairāk pētījumu, lai atklātu skandija jaunākās iezīmes un lietojumus.

Dažas svarīgas skandija īpašības ir tādas, ka šī elementa masas skaitlis ir 44,96 u. Skandijs pieder periodiskās tabulas 3. grupai, 4. periodam un d-blokam. Skandija atomu struktūra sastāv no 21 protona un 24 neitroniem. Skandijs arī parāda elektronegativitātes īpašības, jo tas ir metāls. Skandija elektronegativitāte ir salīdzinoši augsta, ti, 1,36.

Skandijs uz Zemes parasti sastopams +3 oksidācijas stāvoklī. Elementam skandijs, kad tas ir oksidācijas stāvoklī, ir ļoti līdzīgs citiem retajiem metāliem uz Zemes. Ievērojami mazā jonu rādiusa dēļ daži skandija uzvedības un raksturlielumi ir reti sastopami no citiem zemes elementiem. Tā paša iemesla dēļ elements skandijs savā jonu formā ir salīdzinoši spēcīga skābe, un tam ir arī lielāka tendence veidot sejas krāsu.

A: Skandijs ir viens no ķīmiskajiem elementiem, arī rets metāls, kas atrodams uz zemes. 1871. gadā krievu ķīmiķis Dmitrijs Ivanovičs Mendeļejevs paredzēja šī elementa esamību. Vēlāk to 1879. gadā atklāja Larss Fredriks Nilsons. To apzīmē ar simbolu "S". Periodiskajā tabulā skandija atomskaitlis ir 21. Savukārt atomu svars ir 44,965 g/mol. Uz zemes skandijs jeb "Sc" parasti sastopams Skandināvijā. Tas sastopams nelielā daudzumā daudzās uz zemes sastopamās minerālu sugās. Elementam skandijs ir vairākas īpašības, kā arī lietojumi.

Skandijs ir arī viens no dārgajiem elementiem tā trūkuma un ierobežotās ražošanas dēļ. Tīra skandija cena var būt aptuveni 7000 USD/kg, pat vairāk nekā šī. Skandijam ir arī augsta kosmiskā pārpilnība. Turklāt tas ir divdesmit trešais (23.) visizplatītākais elements saulē.

Tas ir elements, ko uzskata par netoksisku. Lai gan nav daudz plašu pētījumu par veselības un drošības problēmām ar skandiju. Skandija hlorīds ir savienojums, kam var būt letāla deva. Tādēļ ar šo savienojumu un citiem skandija savienojumiem jārīkojas uzmanīgi, jo var uzskatīt, ka tie ir vidēji toksiski.

A: Skandija ietekme uz vidi:

Skandijs tiek izgāzts vidē daudzās dažādās vietās, galvenokārt benzīnu ražojošās nozarēs. Tas var nonākt vidē arī tad, kad sadzīves tehnika tiek izmesta. Skandijs pakāpeniski uzkrājas augsnēs un ūdens augsnēs, un tas galu galā novedīs pie koncentrācijas palielināšanās cilvēkos, dzīvniekos un augsnes daļiņās.

Ar ūdens dzīvniekiem skandijs izraisa šūnu membrānu bojājumus, kas vairākkārt negatīvi ietekmē reprodukciju un nervu sistēmas funkcijas.

A: Skandija ietekme uz veselību:

Skandijam nav bioloģiskas nozīmes. Barības ķēdē nonāk tikai nelieli daudzumi, tāpēc vidusmēra cilvēka dienas deva ir mazāka par 0,1 mikrogramu.

Skādijs nav toksisks, lai gan ir bijuši ieteikumi, ka daži tā savienojumi varētu būt kancerogēni.

Skandijs galvenokārt ir bīstams darba vidē, jo mitrums un gāzes var tikt ieelpoti ar gaisu. Tas var izraisīt plaušu emboliju, īpaši ilgstošas ​​iedarbības laikā. Skandijs var apdraudēt aknas, kad tas uzkrājas cilvēka organismā.

A: Skandijs ir izplatīts reti, un tas ir sastopams daudzos minerālos. Reti minerāli no Skandināvijas un Madagaskaras, piemēram, tortveitīts, eisenīts un gadolīns, ir vienīgie zināmie koncentrētie šī elementa avoti. Tortveitīts var saturēt līdz 45% skandija skandija oksīda formā.

A: Scandium{0}} ir daudzsološs medicīnisks izotops pozitronu emisijas tomogrāfijas (PET) attēlveidošanai. PET ļauj ārstiem izmērīt ķermeņa šūnu aktivitāti, lai palīdzētu identificēt vēzi, sirds slimības un citus apstākļus. Skandiju -44 var iegūt, radioaktīvai sabrūkot titānam-44. Tā kā tas sadalās daudz lēnāk nekā skandijs-44, tā pati titāna partija-44 var radīt pietiekami daudz skandija-44 daudzu gadu PET skenēšanai. Izaicinājums ir slimnīcās droši atdalīt skandiju{6}} no titāna-44. Tagad pētniekiem ir jauns risinājums. Viņi izmantoja organisku molekulu, ko sauc par hidroksamātu, lai imobilizētu titānu-44 uz sveķiem. Pēc tam viņi caur sveķiem izlaida šķidrumu, kas paredzēts tikai skandija -44 noņemšanai. Šo procesu var atkārtot, jo katru dienu tiek ražots vairāk skandija{10}}.

A: Skandiju var atrast vairākos pārtikas produktos, piemēram, sviesta riekstos, parastajos lazdu riekstos, kokosriekstos un Indijas riekstos, kas padara skandiju par potenciālu biomarķieri šo pārtikas produktu patēriņam.

A: Izmantojot mikrosakausēšanas procesu, skandijs var palīdzēt palielināt alumīnija lidmašīnas korpusa izturību un metināmību, vienlaikus radot ievērojamus degvielas ietaupījumus aviokompāniju operatoriem. Alumīnija-skandija sakausējumi var samazināt tiešās ražošanas izmaksas un palielināt ražošanas un remonta jaudu.

A: Scandium tiek izmantots alumīnija-skandija sakausējumos aviācijas un kosmosa rūpniecības komponentiem un sporta aprīkojumam, piemēram, velosipēdu rāmjiem, makšķerēm, golfa dzelzs vārpstām un beisbola nūjām. Skandija jodīds tiek izmantots dzīvsudraba tvaiku lampās, kuras izmanto, lai atkārtotu saules gaismu filmu un televīzijas industrijas studijās.

A: Šeit ir daži iespējamie turpmākie sasniegumi skandija sakausējuma jomā:

● 3D drukāšana

Sc-Al sakausējuma pulverus var izmantot sarežģītu metāla konstrukciju 3D drukāšanai.

● Aizsardzība

Skandija un alumīnija sakausējumi varētu aizstāt augstas stiprības tērauda bruņas militārajās platformās un kosmosa kvalitātes titāna sakausējumus iznīcinātāju lidmašīnās.

● Viegls svars

Skandija sakausējumi varētu samazināt transportlīdzekļu svaru, kas varētu uzlabot degvielas ekonomiju.

● Cietā oksīda kurināmā elementi

Skandiju varētu izmantot cietā oksīda kurināmā elementos komunālajiem un komerciāliem lietojumiem.

A: Jā, skandiju var leģēt ar citiem metāliem, veidojot skandija sakausējumus. Visizplatītākais sakausējums ir alumīnija-skandija sakausējums, ko bieži dēvē par "skandija-alumīnija sakausējumu" vai vienkārši "skandija sakausējumu". Šis sakausējums parasti satur nelielu skandija procentuālo daudzumu, bieži diapazonā no 0,1% līdz 0,5%. Skandija pievienošana alumīnijam var uzlabot noteiktas sakausējuma īpašības.

A: Skandijs var būtiski ietekmēt alumīnija sakausējumu struktūru un īpašības. Scandium var:

● Uzlabojiet spēku

Skandijs var stiprināt alumīniju trīs veidos:

● Uzlabot metināmību

Skandijs var samazināt karsto plaisāšanu metinātajās šuvēs un palielināt šuvju stiprību.

● Uzlabojiet izturību pret koroziju

Skandijs var uzlabot vai stabilizēt materiāla elastību.

● Uzlabojiet noguruma uzvedību

Skandijs var radīt superplastiskus sakausējumus, kas var veidoties ar deformācijas ātrumu līdz 10–2 s–1.

A: Jā, skandija sakausējumi ir pilnībā pārstrādājami. Tos var kombinēt ar citiem sakausējumiem, nepiesārņojot pārstrādes plūsmas. Tomēr var būt izdevīgāk tos nošķirt pēc vērtības.