Scandium on Mendelejevin ennustama "boorin kaltainen" alkuaine. Heidän löytönsä osoitti jälleen kerran alkuaineiden jaksollisen lain ja Mendelejevin ennakoinnin oikeellisuuden.
Skandiummetalli valmistettiin elektrolyyttisesti sulasta skandiumkloridista vuonna 1937.
Aiheeseen liittyvä kuva: Mendelejev (1834-1907) ennusti skandiumin olemassaolon. Scandiumin löysivät LF Nelson (1840-1899) ja PT Cleve (1840-1905).
Uuttaminen ja säilöntä: skandiumin käyttöä ei ole osoitettu pitkään aikaan löytämisen jälkeen, koska sitä on vaikea tuottaa. Harvinaisten maametallien erotusmenetelmien parantuessa skandiumin puhdistukseen käytetyillä yhdisteillä on nyt varsin kypsät teknologiset prosessit.
Koska skandiumhydroksidin alkalisuus on heikoin kuin yttrium- ja lantanidialkuaineilla, skandiumia sisältävä harvinaisten maametallien sekamalmi saostuu ensin, kun se siirretään liuokseen ja käsitellään ammoniakilla käsittelyn jälkeen, jolloin se voidaan helposti erottaa harvinainen maametalli käyttämällä "graded precipitation" -menetelmää. Toinen menetelmä on erottaa skandiumnitraatti käyttämällä nitraatin "fraktiohajoamista". Koska skandiumnitraatti on helpoimmin hajoava, skandiumin erottamisen tarkoitus voidaan saavuttaa. Lisäksi skandiumin kattava talteenotto uraanista, toriumista, volframista, tinasta ja muista mineraaleista on myös tärkeä skandiumin lähde.
Kun olet saanut puhtaan skandiumyhdisteen, muuta se ScCl3:ksi, sulata se yhdessä KCl:n ja LiCl:n kanssa, käytä sulaa sinkkiä katodina elektrolyysissä, jotta skandium saostuu sinkkielektrodille, ja haihduta sitten sinkki skandiummetallin saamiseksi. .
Scandium on vaalean hopeanhohtoinen valkoinen metalli, jolla on erittäin aktiivisia kemiallisia ominaisuuksia. Se voi reagoida kuuman veden kanssa muodostaen vetyä. Joten kuvassa näkyvä metalliskandium on suljettu pulloon ja suojattu argonilla, muuten skandium muodostaa pian tummankeltaisen tai harmaan oksidikerroksen, joka menettää kiiltävän metallisen kiillonsa.
Isotooppi: Scandiumille (atomimassayksikkö: 44.955912 (6)) on ominaista monet isotoopit, yhteensä 37 isotooppia, joista vain yksi isotooppi (47Sc) on luonnossa stabiili.
Käyttöalue: valaistusteollisuus; Mielenkiintoista on, että skandiumin käyttö (pääasiallisena työaineena, ei dopingissa) on keskittynyt erittäin kirkkaaseen suuntaan. Ei ole liikaa kutsua sitä valon pojaksi.
Ensimmäinen skandiumin taika-ase on nimeltään skandiumnatriumlamppu, jolla voidaan tuoda valoa tuhansiin kotitalouksiin. Tämä on metallihalogenidinen sähkövalolähde: täytä lamppu natriumjodidilla ja skandiumjodidilla ja lisää skandium ja natriumfolio samanaikaisesti. Korkeajännitepurkauksen aikana skandium-ioni ja natriumioni emittoivat valoa, jolla on ominainen emissioaallonpituus. Natriumin spektriviiva on 589.{1}} ja 589,6 nm, kaksi kuuluisaa keltaista valoa, kun taas skandiumin spektriviiva on 361,3 - 424,7 nm, sarja lähes ultravioletti- ja sinistä valoa. Täydentävän värin vuoksi tuotetun valon kokonaisväri on valkoinen valo. Juuri siksi, että skandiumnatriumlampulla on korkea valotehokkuus, hyvä valon väri, virransäästö, pitkä käyttöikä ja vahva sumun hajoamiskyky, sitä voidaan käyttää laajalti televisiokamerassa ja aukiolla, stadionin ja tien valaistuksessa, ja sitä kutsutaan nimellä kolmannen sukupolven valonlähde. Kiinassa tällainen lamppu on vähitellen yleistynyt uutena teknologiana, kun taas joissakin kehittyneissä maissa tällaista lamppua käytettiin laajalti jo 1980-luvun alussa.
Toinen skandiumin taika-ase on aurinkosähkökennot, jotka voivat kerätä maahan sironneen valon ja muuttaa sen sähköksi edistääkseen ihmisyhteiskuntaa. Scandium on paras sulkumetalli metalli-eriste-puolijohde-piivalokennoissa ja aurinkokennoissa.
Hänen kolmas taika-aseensa on nimeltään Sädelähde on taika-ase, joka voi loistaa kirkkaana itsestään, mutta tällaista valoa ei voi vastaanottaa paljaalla silmällä. Se on korkeaenerginen fotonivirtaus. Otamme yleensä mineraaleista 45Sc:tä, joka on skandiumin ainoa luonnollinen isotooppi. Jokainen 45Sc-ydin sisältää 21 protonia ja 24 neutronia. Jos laitamme skandiumin ydinreaktoriin ja annamme sen absorboida neutronisäteilyä, ikään kuin laitamme apinan Korkeimman Mestarin alkemiauuniin 4749 päiväksi, syntyisi 46Sc, jonka ytimessä olisi yksi neutroni lisää. Keinotekoista radioisotooppia 46Sc voidaan käyttää sädelähteenä tai merkkiatomia voidaan käyttää myös pahanlaatuisten kasvainten sädehoitoon. On myös sovelluksia, kuten yttriumgallium-skandiumgranaattilaser, skandiumfluoridilasiinfrapunavalokuitu ja skandiumilla päällystetty katodisädeputki televisiossa. Näyttää siltä, että skandium syntyy valolla.
Seosteollisuus: skandiumia yksittäisen aineen muodossa on käytetty laajalti alumiiniseosten seostuksessa. Niin kauan kuin alumiiniin lisätään muutama tuhannesosa skandiumia, muodostuu uusi Al3Sc-faasi, joka muuttaa alumiiniseosta ja tekee ilmeisiä muutoksia seoksen rakenteeseen ja ominaisuuksiin. Lisäämällä 0,2 prosenttia ~0,4 prosenttia Sc:tä (tämä osuus on todella samanlainen kuin suolan osuus kotona paistetuissa vihanneksissa, vain vähän) voi nostaa lejeeringin uudelleenkiteytyslämpötilaa 150 ~ 200 astetta ja parantaa merkittävästi korkean lämpötilan lujuutta, rakenteellista vakautta, hitsaustehoa ja korroosionkestävyyttä ja voi välttää haurastumisilmiön, joka on helppo esiintyä pitkäaikaisessa työssä korkeassa lämpötilassa. Erittäin lujalla ja sitkeällä alumiiniseoksella, uudella lujalla ja korroosionkestävällä hitsattavalla alumiiniseoksella, uudella korkean lämpötilan alumiiniseoksella, korkean lujuuden ja neutronisäteilyn kestävällä alumiiniseoksella jne. on erittäin houkuttelevat kehitysnäkymät ilmailussa, ilmailussa, laivoissa ja ydinreaktoreissa , kevyet ajoneuvot ja suurnopeusjunat.
