Scandium

A: Scandium leverer transformativ styrke uden behov for problematiske og dyre varmebehandlinger. Specifikt kan scandiumtilsætninger øge flydestyrken på en 5000-serie til mellem 300Mpa og 450Mpa, afhængigt af mængden af ​​tilsætning, mens forlængelse (duktilitet) på 12-15 bevares.

A: Den kemiske sammensætning af aluminium-scandium master-legeringen er 2% scandium og resten er 99,7% aluminium. Masterlegeringen bruges til at tilføje scandium til Al-Mg-Zr-holdige legeringer, som bruges i form af plade og plade. Disse plader og plader bruges hovedsageligt af flyfabrikanter.

A: Elementært scandium anses for at være ikke-giftigt, og der er udført få dyreforsøg med scandiumforbindelser. Halv letale dosis (LD50) niveauer for scandium (III) chlorid til rotter er blevet bestemt til 4 mg/kg for intraperitoneal og 755 mg/kg for oral administration.

A: De vigtigste anvendelser af scandium er som et legeringsadditiv til aluminiumbaserede legeringer til sportsudstyr og i højintensive metalhalogenlamper.

A: Der er to almindelige måder, hvorpå scandium kan udvindes.

• Den første måde er at udvinde det som biprodukt af uranmøller.
• Den anden metode, hvorigennem scandium kan fremstilles, er, når smeltede scandiumchlorider, lithium og kalium elektrolyseres ved hjælp af elektroder af smeltet zink og wolframtråd.

A: Grundstoffet Scandium har enorme egenskaber, og dets anvendelser er blevet diskuteret. Nogle af egenskaberne er meget adskilte fra andre grundstoffer, og det definerer de forskellige formål og anvendelser af grundstoffet scandium. Mere forskning foregår på dette område for at opdage nyere funktioner og anvendelser af scandium.

Et par vigtige egenskaber ved scandium er, at massetallet af dette grundstof er 44,96 u. Scandium tilhører gruppe 3, periode 4 og d-blok i det periodiske system. Atomstrukturen af ​​scandium består af 21 protoner og 24 neutroner. Scandium viser også egenskaber ved elektronegativitet, da det er et metal. Scandiums elektronegativitet er relativt høj, dvs. 1,36.

Scandium findes almindeligvis på Jorden i oxidationstilstanden +3. Grundstoffet scandium, når det er i oxidationstilstand, har en tæt lighed med andre sjældne metaller på Jorden. På grund af dens betydeligt lille ioniske radius er nogle af scandiums adfærd og karakteristika sjældne fra andre jordelementer. Af samme grund er grundstoffet scandium i sin ioniske form en relativt stærk syre og har også en højere tendens til at danne teint.

A: Scandium er et af de kemiske grundstoffer, også et sjældent metal, der findes på jorden. I 1871 forudsagde Dmitry Ivanovich Mendeleyev, en russisk kemiker, eksistensen af ​​dette element. Så blev den senere opdaget af Lars Fredrik Nilson i 1879. Den er repræsenteret med symbolet "S". I det periodiske system er scandiums atomnummer 21. Atomvægten er derimod 44,965 g/mol. På jorden findes scandium eller "Sc" almindeligvis i Skandinavien. Det forekommer som små mængder i mange mineralarter, der findes på jorden. Der er flere egenskaber såvel som anvendelser af grundstoffet scandium.

Scandium er også et af de dyre grundstoffer på grund af dets knaphed og begrænsede produktion. Prisen på ren skandium kan være cirka 7000 USD/kg over endnu højere end det. Scandium har også en høj kosmisk overflod. Det er også det treogtyvende (23.) mest udbredte element i solen.

Det er et grundstof, der anses for at være ugiftigt. Selvom der ikke er meget omfattende forskning med hensyn til sundheds- og sikkerhedsproblemer med scandium. Scandiumchlorid er en forbindelse, der kan have en dødelig dosis. Derfor bør denne forbindelse og andre forbindelser af scandium håndteres med forsigtighed, da de kan overvejes for moderat toksicitet.

A: Skandiums indvirkning på miljøet:

Scandium dumpes i miljøet mange forskellige steder, primært af benzinproducerende industrier. Det kan også komme ind i miljøet, når husholdningsudstyr smides ud. Scandium vil gradvist ophobes i jord og vandjord, og det vil på sigt føre til stigende koncentrationer i mennesker, dyr og jordpartikler.

Med vanddyr forårsager skandium skader på cellemembraner, hvilket har flere negative påvirkninger på reproduktionen og på nervesystemets funktioner.

A: Sundhedseffekter af skandium:

Scandium har ingen biologisk rolle. Kun spormængder når fødekæden, så den gennemsnitlige persons daglige indtag er mindre end 0,1 mikrogram.

Scadium er ikke giftigt, selvom der har været forslag om, at nogle af dets forbindelser kan være kræftfremkaldende.

Scandium er for det meste farligt i arbejdsmiljøet på grund af, at fugt og gasser kan indåndes med luft. Dette kan forårsage lungeemboli, især under langvarig eksponering. Scandium kan være en trussel mod leveren, når det ophobes i menneskekroppen.

A: Scandium fordeles sparsomt og forekommer i spormængder i mange mineraler. Sjældne mineraler fra Skandinavien og Madagaskar såsom thortveitit, euxenit og gadolinit er de eneste kendte koncentrerede kilder til dette grundstof. Thortveitit kan indeholde op til 45 % scandium i form af scandiumoxid.

A: Scandium-44 er en lovende medicinsk isotop til billeddannelse af positronemissionstomografi (PET). PET giver læger mulighed for at måle aktiviteten af ​​cellerne i kroppen for at hjælpe med at identificere kræft, hjertesygdomme og andre tilstande. Scandium-44 kan produceres gennem det radioaktive henfald af titanium-44. Fordi det henfalder meget langsommere end scandium-44, kan det samme parti titanium-44 producere nok scandium-44 til mange års PET-scanninger. Udfordringen er pålideligt at adskille scandium-44 fra titanium-44 på hospitaler. Nu har forskere en ny løsning. De brugte et organisk molekyle kaldet hydroxamat til at immobilisere titanium-44 på en harpiks. Derefter førte de en væske, der kun var beregnet til at fjerne scandium-44 gennem harpiksen. Denne proces kan gentages, efterhånden som der produceres mere skandium-44 hver dag.

A: Scandium kan findes i en række fødevarer såsom butternut, almindelig hasselnød, kokosnød og cashewnød, hvilket gør scandium til en potentiel biomarkør for forbruget af disse fødevarer.

Sv: Gennem en mikrolegeringsproces kan scandium hjælpe med at øge styrken og svejsbarheden af ​​et aluminiumsstel og samtidig generere betydelige brændstofbesparelser for flyselskaberne. Aluminium-scandium-legeringer har potentialet til at sænke direkte fremstillingsomkostninger og maksimere fremstillings- og reparationskapaciteten.

A: Scandium bruges i aluminium-scandium-legeringer til luftfartsindustriens komponenter og til sportsudstyr såsom cykelstel, fiskestænger, golfjernskafter og baseballbat. Scandiumiodid bruges i kviksølvdamplamper, som bruges til at kopiere sollys i studier til film- og tv-industrien.

A: Her er nogle potentielle fremtidige fremskridt inden for skandiumlegering:

● 3D-print

Sc-Al legeringspulvere kunne bruges til at 3D-printe komplekse metalstrukturer.

● Forsvar

Scandium-aluminiumslegeringer kunne erstatte højstyrkestålpanser i militære platforme og titanlegeringer af rumfartskvalitet i kampfly.

● Letvægts

Scandium-legeringer kunne reducere vægten af ​​køretøjer, hvilket kunne forbedre brændstoføkonomien.

● Fast oxid brændselsceller

Scandium kan bruges i fastoxidbrændselsceller til brugs- og kommerciel skala.

A: Ja, scandium kan legeres med andre metaller for at danne scandium-legeringer. Den mest almindelige legering er aluminium-scandium-legering, ofte omtalt som "scandium-aluminium-legering" eller blot "scandium-legering". Denne legering indeholder typisk en lille procentdel af skandium, ofte i området fra 0,1 % til 0,5 %. Tilsætning af scandium til aluminium kan forbedre visse egenskaber af legeringen.

A: Scandium kan i væsentlig grad påvirke strukturen og egenskaberne af aluminiumslegeringer. Scandium kan:

● Forbedre styrke

Scandium kan styrke aluminium på tre måder:

● Forbedre svejsbarheden

Scandium kan reducere varmerevner i svejsninger og øge styrken i svejsningerne.

● Forbedre korrosionsbestandigheden

Scandium kan forbedre eller stabilisere materialets duktilitet.

● Forbedre træthedsadfærd

Scandium kan skabe superplastiske legeringer, der kan dannes ved belastningshastigheder på op til 10−2 s−1.

A: Ja, scandium-legeringer er fuldt genanvendelige. De kan kombineres med andre legeringer uden at forurene genbrugsstrømmene. Det kan dog være mere økonomisk at adskille dem baseret på værdi.