Осветительная промышленность
Интересно, что использование скандия (в качестве основного рабочего материала, а не для легирования) ориентировано на яркое направление, так что назвать его Сыном Света не лишним.
Первое волшебное оружие скандия называется натриево-скандийной лампой, с помощью которой можно осветить тысячи домовладений. Это металлогалогенный источник электрического света: колба заполнена йодидом натрия и йодидом скандия, одновременно добавлены скандий и натриевая фольга. Во время высоковольтного разряда ионы скандия и ионы натрия соответственно излучают свет с характерными для них длинами волн излучения. Спектральные линии натрия 589.0 и 589,6 нм, два знаменитых желтых света, а спектральные линии скандия 361,3~424,7 нм, серия эмиссий ближнего ультрафиолетового и синего света. Поскольку они дополняют друг друга, общий цвет генерируемого света — белый. Именно потому, что скандий-натриевая лампа обладает характеристиками высокой светоотдачи, хорошего цвета света, энергосбережения, длительного срока службы и сильной способности рассеивать туман, она может широко использоваться в телевизионных камерах и площадях, стадионах и дорожном освещении и называется источник света третьего поколения. В Китае такие лампы постепенно продвигаются как новая технология, а в некоторых развитых странах такие лампы широко использовались еще в начале 1980-х годов.
Второе волшебное оружие скандия — солнечные фотоэлектрические элементы, которые могут собирать рассеянный на земле свет и превращать его в электричество для развития человеческого общества. Скандий является лучшим барьерным металлом в металлических изоляторах, полупроводниковых кремниевых фотоэлементах и солнечных элементах.
Его третье магическое оружие называется Лучевой источник, это магическое оружие может ярко сиять само по себе, но такой свет нельзя увидеть невооруженным глазом, это поток фотонов высокой энергии. Обычно мы извлекаем из минералов 45Sc, который является единственным природным изотопом скандия. Каждое ядро 45Sc содержит 21 протон и 24 нейтрона. Если мы поместим скандий в ядерный реактор, как если бы мы поместили обезьян в алхимическую печь Верховного Господа Лао-Цзы на семьдесят семь сорок девять дней, и позволим им поглощать нейтронное излучение, родится 46Sc из еще одного нейтрона в атомном ядре. 46Sc, искусственный радиоизотоп, можно использовать в качестве источников излучения, а атомы-индикаторы также можно использовать для лучевой терапии злокачественных опухолей. Есть также такие приложения, как лазер на иттрий-галлиевом скандиевом гранате, инфракрасное оптическое волокно из фторидного стекла и электронно-лучевая трубка с скандийным покрытием на телевидении. Кажется, что скандий родился со светом.
Сплавная промышленность
Скандий в виде простого вещества нашел широкое применение при легировании алюминиевых сплавов. При добавлении к алюминию нескольких тысячных долей скандия будет образовываться новая фаза Al3Sc, которая будет играть роль в модификации алюминиевого сплава и значительно изменять структуру и свойства сплава. Добавление 0,2% ~0,4% Sc (что фактически соответствует пропорции домашней поваренной соли, только немного) может повысить температуру рекристаллизации сплава на 150°С. 200 градусов и значительно улучшить жаропрочность, структурную стабильность, характеристики сварки и коррозионную стойкость, а также избежать явления охрупчивания, которое легко возникает при длительной работе при высоких температурах. Высокопрочный и высокопрочный алюминиевый сплав, новый высокопрочный свариваемый алюминиевый сплав, устойчивый к коррозии, новый высокотемпературный алюминиевый сплав, высокопрочный алюминиевый сплав, устойчивый к нейтронному облучению, и т. д. имеют очень привлекательные перспективы развития в аэрокосмической, авиационной, морской, ядерные реакторы, легковые автомобили и высокоскоростные поезда.
Скандий также является отличным модификатором железа. Небольшое количество скандия может значительно улучшить прочность и твердость чугуна. Кроме того, скандий также может использоваться в качестве добавки к жаропрочным вольфрамовым и хромовым сплавам. Конечно, в дополнение к изготовлению свадебной одежды для других, поскольку скандий имеет высокую температуру плавления и его плотность близка к плотности алюминия, он также используется в легких сплавах с высокой температурой плавления, таких как сплав скандия с титаном и сплав скандия с магнием. Но из-за высокой цены он обычно используется только в высокотехнологичных производственных отраслях, таких как космические челноки и ракеты.
керамический материал
Скандий, простое вещество, обычно используется в сплавах, а оксиды скандия играют важную роль в керамических материалах. Например, керамические материалы тетрагонального диоксида циркония, которые можно использовать в качестве электродных материалов для твердооксидных топливных элементов, обладают особым свойством. Электропроводность этого электролита будет увеличиваться с повышением температуры и концентрации кислорода в окружающей среде. Однако сама кристаллическая структура этого керамического материала не может стабильно существовать и не имеет промышленного значения; Чтобы сохранить исходные свойства, в него должны быть легированы некоторые материалы, которые могут зафиксировать эту структуру. Добавление 6-10 процентов оксида скандия похоже на структуру бетона, так что цирконий можно стабилизировать на квадратной решетке.
Существуют также конструкционные керамические материалы, такие как нитрид кремния, обладающие высокой прочностью и термостойкостью в качестве уплотнителя и стабилизатора.
Оксид скандия, как уплотнитель, может образовывать тугоплавкую фазу Sc2Si2O7 на кромке мелких частиц, что снижает высокотемпературную деформацию технической керамики. По сравнению с другими оксидами оксид скандия может лучше улучшить высокотемпературные механические свойства нитрида кремния.
Каталитическая химия
В химической технологии скандий часто используется в качестве катализатора. Sc2O3 может быть использован для дегидратации и раскисления этанола или изопропанола, разложения уксусной кислоты и получения этилена из СО и Н2. Катализатор Pt Al, содержащий Sc2O3, является важным катализатором процесса очистки и переработки тяжелой нефти в нефтехимической промышленности. Например, при каталитическом крекинге кумола активность цеолитного катализатора Sc-Y в 1000 раз выше, чем активность алюмосиликатного катализатора; По сравнению с некоторыми традиционными катализаторами перспективы развития скандиевого катализатора будут очень яркими.
Атомная энергетика
Добавление небольшого количества Sc2O3 к UO2 в ядерное топливо высокотемпературного реактора позволяет избежать трансформации решетки, увеличения объема и образования трещин вследствие превращения UO2 в U3O8.
Топливный элемент
Точно так же добавление скандия в количестве от 2,5% до 25% в никель-щелочную батарею увеличивает срок службы.
Сельскохозяйственное разведение
В сельском хозяйстве семена кукурузы, свеклы, гороха, пшеницы, подсолнечника и др. можно обрабатывать сульфатом скандия (концентрация обычно составляет 10-3~10-8 моль/л, разные растения будут разными), и фактический эффект стимулирования прорастания был достигнут. Через 8 часов сухая масса корней и почек увеличилась на 37% и 78% соответственно по сравнению с проростками, но этот механизм все еще изучается.
