Skandium on Mendelejevi ennustatud "booritaoline" element. Nende avastus tõestas taas kord elementide perioodilise seaduse õigsust ja Mendelejevi ettenägelikkust.
Metalli skandium toodeti elektrolüütiliselt sulatatud skandiumkloriidist 1937. aastal.
Seotud joonis: Mendelejev (1834-1907) ennustas skandiumi olemasolu. Skandiumi avastasid LF Nelson (1840-1899) ja PT Cleve (1840-1905).
Ekstraheerimine ja säilitamine: skandiumi kasutamist ei ole pikka aega pärast avastamist näidatud, kuna seda on raske toota. Haruldaste muldmetallide elementide eraldusmeetodite täiustumisega on skandiumi puhastamiseks kasutatavatel ühenditel nüüdseks üsna küpsed tehnoloogilised protsessid.
Kuna skandiumhüdroksiidi leeliselisus on kõige nõrgem kui ütriumi ja lantaniidelementide omal, sadestub skandiumi sisaldav haruldaste muldmetallide segamaak kõigepealt lahusesse viimisel ja pärast töötlemist ammoniaagiga, nii et seda saab kergesti eraldada haruldaste muldmetallide elementi, kasutades "gradeeritud sademe" meetodit. Teine meetod on skandiumnitraadi eraldamine nitraadi "fraktsionaalse lagunemise" abil. Kuna skandiumnitraati on kõige lihtsam lagundada, on skandiumi eraldamise eesmärk saavutatav. Lisaks on oluline skandiumi allikas ka sellega seotud skandiumi igakülgne taastamine uraanist, tooriumist, volframist, tinast ja muudest mineraalidest.
Pärast puhta skandiumühendi saamist muundage see ScCl3-ks, sulatage see koos KCl ja LiCl-ga, kasutage sulatsinki elektrolüüsi katooodina, et skandium sadestuks tsinkelektroodile, ja seejärel aurustage tsink skandiummetalli saamiseks. .
Scandium on hele hõbevalge metall, millel on väga aktiivsed keemilised omadused. See võib reageerida kuuma veega, tekitades vesinikku. Seega on pildil nähtav metallskandium suletud pudelisse ja kaitstud argooniga, vastasel juhul moodustab skandium peagi tumekollase või halli oksiidikihi, kaotades oma läikiva metallilise läike.
Isotoop: skandium (aatommassi ühik: 44,955912 (6)) iseloomustab palju isotoope, kokku 37 isotoobiga, millest ainult üks isotoop (47Sc) on looduses stabiilne.
Kasutusvaldkond: valgustustööstus; Huvitaval kombel on skandiumi kasutamine (peamise tööainena, mitte dopinguks) koondunud väga eredas suunas. Seda pole liiast valguse pojaks nimetada.
Skandiumi esimest võlurelva nimetatakse skandiumnaatriumlampiks, millega saab tuua valgust tuhandetesse majapidamistesse. See on metallhalogeniid elektriline valgusallikas: täitke pirn naatriumjodiidi ja skandiumjodiidiga ning lisage samal ajal skandium ja naatriumfoolium. Kõrgepingelahenduse ajal kiirgavad skandiumiioonid ja naatriumiioonid vastavalt neile iseloomuliku emissiooni lainepikkusega valgust. Naatriumi spektrijoon on 589.{1}} ja 589,6 nm, kaks kuulsat kollast valgust, skandiumi spektrijoon on aga 361,3–424,7 nm, mis on peaaegu ultraviolettkiirguse ja sinise valguse emissioon. Täiendava värvi tõttu on toodetava valguse üldine värvus valge valgus. Just seetõttu, et skandiumnaatriumlambil on kõrge valgustõhusus, hea valguse värvus, energiasäästlikkus, pikk kasutusiga ja tugev udu purunemisvõime, saab seda laialdaselt kasutada telekaamerate ja väljakute, staadioni ja teede valgustamiseks ning seda nimetatakse. kolmanda põlvkonna valgusallikas. Hiinas populariseeritakse seda tüüpi lampe järk-järgult uue tehnoloogiana, samas kui mõnes arenenud riigis kasutati seda tüüpi lampe laialdaselt juba 1980ndate alguses.
Skandiumi teine võlurelv on päikese fotogalvaanilised elemendid, mis suudavad maapinnale hajutatud valgust koguda ja inimühiskonna edendamiseks elektriks muuta. Scandium on parim tõkkemetall metall-isolaator-pooljuht räni fotoelementides ja päikesepatareides.
Tema kolmas võlurelv kannab nime. Kiireallikas on võlurelv, mis võib iseenesest eredalt särada, kuid sellist valgust palja silmaga vastu võtta ei saa. See on suure energiaga footonivoog. Tavaliselt ekstraheerime mineraalidest 45Sc, mis on skandiumi ainus looduslik isotoop. Iga 45Sc tuum sisaldab 21 prootonit ja 24 neutronit. Kui panna skandium tuumareaktorisse ja lasta sellel neelata neutronkiirgust, justkui paneksime ahvi 4749 päevaks Kõrgeima Meistri alkeemiaahju, sünniks 46Sc, mille tuumas on veel üks neutron. Kunstlikku radioisotoopi 46Sc saab kasutada kiiriallikana või märgistusaatomit saab kasutada ka pahaloomuliste kasvajate kiiritusravis. Teleris on ka selliseid rakendusi nagu ütrium-gallium skandiumgranaatlaser, skandiumfluoriidklaasist infrapuna-optiline kiud ja skandiumiga kaetud katoodkiiretoru. Tundub, et skandium sünnib valgusega.
Sulamitööstus: skandiumi üksikaine kujul on alumiiniumsulamite dopingus laialdaselt kasutatud. Kuni alumiiniumile lisatakse mõni tuhandik skandiumi, moodustub uus Al3Sc faas, mis modifitseerib alumiiniumisulamit ning teeb ilmseid muudatusi sulami struktuuris ja omadustes. 0,2% ~0,4% Sc lisamine (see osakaal on tõesti sarnane soola osakaalule kodus praetud köögiviljades, ainult veidi) võib sulami ümberkristalliseerumistemperatuuri tõsta. 150 ~ 200 kraadi ja parandab märkimisväärselt kõrge temperatuuri tugevust, konstruktsiooni stabiilsust, keevitusjõudlust ja korrosioonikindlust ning võib vältida hapruse nähtust, mida on lihtne tekkida pikaajalisel kõrgel temperatuuril töötamisel. Kõrge tugevusega ja suure sitkusega alumiiniumsulam, uus ülitugev ja korrosioonikindel keevitatav alumiiniumsulam, uus kõrgtemperatuuriline alumiiniumsulam, kõrge tugevusega ja neutronkiirguse suhtes vastupidav alumiiniumsulam jne omavad väga atraktiivseid arenguväljavaateid lennunduses, lennunduses, laevades ja tuumareaktorites. , kergsõidukid ja kiirrongid.
