Skandija sakausējums

A:

• Skandijs (ķīmiskais simbols Sc un atomskaitlis 21) ir sudrabbalts gaišs pārejas metāls. Tas ir klasificēts kā retzemju elements.
• Tās galvenās īpašības ir vieglais svars, augsta kušanas temperatūra un mazs jonu rādiuss. Skandijs ir tikai 50. izplatītākais elements uz Zemes, bet Saulē tas ir 23. vietā.
• Tā jonu mazā izmēra dēļ tas selektīvi nekombinējas ar parastajiem rūdu veidojošajiem anjoniem un dabā reti veido koncentrāciju, kas lielāka par 100 ppm.
• Skandiju galvenokārt izmanto no {{0}},1 līdz 0,5% no alumīnija sakausējumiem kosmosa un sporta vajadzībām, tostarp velosipēdu rāmjos, tenisa raketēs un beisbola nūjās.
• Galvenais iemesls skandija pievienošanai ir tas, ka tas vieglajiem alumīnija sakausējumiem piešķir stiprības kā neviens cits elements. Precīzāk, smalkgraudainības dēļ skandija sakausējumi samazina karsto plaisāšanu metinātajās šuvēs, palielina metināto šuvju izturību un nodrošina labāku noguruma izturēšanos.
• To izmanto arī halogēnās lampās skandija jodīda formā, lai iegūtu gaismu, kas ir tuvu dabiskajai saules gaismai.
• Scandium ir divi ļoti svarīgi iespējamie gala lietojumi, jo īpaši Eiropā: cietā oksīda kurināmā elementi enerģijas uzglabāšanai un Sc-Al sakausējumi kosmosa un automobiļu nozarē.

A:

• Skandija ražotāji pasaulē ir Ķīna 66%, Krievija 23%, Ukraina 7% un Kazahstāna 1%.
• Skandija globālā piegāde rodas no primārajiem avotiem, piemēram, rūdas izejvielām, un sekundāriem avotiem no kalnrūpniecības, piemēram, koncentrātiem, metalurģijas sārņiem un atlikumiem.
• Skandijs parasti rodas kā blakusprodukts vai blakusprodukts dažādu rūdu (piemēram, dzelzs rūdas, REE, titāna, cirkonija, urāna, torija, alumīnija, volframa, alvas, tantala, apatīta, niķeļa un kobalta) un/ vai reģenerēts no iepriekš apstrādātām sārņiem un atlikumiem (USGS 2021 un 2022).

A:

• Skandijs netiek tirgots nevienā metālu biržā, jo skandija produkti tiek pārdoti starp privātām pusēm par neizpaužamām cenām.
• Data on scandium (Sc) production is very patchy and incomplete. According to the USGS (2022) the annual Sc production is estimated to 10-20 t; DERA (2021) assumes the figure to be around 14-16 t. Sc demand and supply are highly concentrated. With about 75% (>10 t) no pasaules gada produkcijas Ķīna ir lielākais Sc. Citi ražotāji Krievija (1-2 t/g) un Filipīnas (apmēram 1 t/g) (DERA, 2021).

A: Skandijs, tāpat kā citi metāli, kas leģēti ar alumīniju, piešķir alumīnijam stiprību un vēlamās īpašības, un zināmā mērā to dara katrai no astoņām sakausējumu saimēm (sērijai). Skandija piedevas rada izturību, veicinot mazāku, vienmērīgu graudu struktūru sakausējumos cietēšanas laikā. Dažās sakausējumu grupās Scandium uzrāda labāku stiprības reakciju nekā citās, taču gandrīz vienmēr ar diezgan nelieliem papildinājumiem — no 0,1% līdz 0,45% Sc.

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: 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: 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 alumīnija sakausējumi ir veiksmīga skandija un alumīnija metāla kombinācija. Skandija pievienošana alumīnijam ierobežo pārmērīgu graudu augšanu, kas rodas metināto alumīnija detaļu karstuma ietekmētajā zonā.

A: Alumīnija magnija skandijam ir laba metināmība, lieliska izturība pret bojājumiem, laba izturība pret koroziju un šļūde. Aleris AlMgSc sakausējums AA5024 H116 ļauj vienkāršot lidaparātu fizelāžas sastāvdaļu ražošanas procesu. Izmantojot AA5024 H116 AlMgSc, gaisa kuģa fizelāžas elementi, kas pastiprināti, var būt metināti ar lāzera staru (LBW) vai berzes maisu (FSW), ja atsevišķās daļas joprojām ir plakanas, bez iepriekšējas apstrādes. Lidmašīnas korpusam nepieciešamā fizelāžas daļas viena vai dubultā izliekums tiek panākts, veidojot šļūteni paaugstinātā temperatūrā.

Ieteicams izmantot kā fizelāžas apvalka loksni ar vidēju izturību, bet izcilu izturību pret bojājumiem un korozijas īpašībām, un tas potenciāli var aizstāt tradicionāli izmantotos 2xxx sakausējumus pat kā iepilināmu šķīdumu.

A: Daži alumīnija un litija sakausējumu trūkumi ietver:

• Samazināta elastība
• Samazināta izturība pret lūzumiem
• Plaknē esošo īpašību anizotropija
• Nepieciešams auksts darbs, lai sasniegtu maksimālās īpašības
• Paātrināti noguruma plaisu pagarinājumi

A: Al-Li sakausējumi ir vieglāki, un tiem ir augsta stiepes un tecēšanas izturība salīdzinājumā ar parastajiem augstas stiprības alumīnija sakausējumiem. Tie ir izturīgi pret noguruma plaisu izplatīšanos; tomēr to izturība pret koroziju vēl ir jāuzlabo.