አስማታዊ ብርቅዬ የምድር ንጥረ ነገሮች ስካንዲየም

Sካንዲየም, ኤለመንቱን ምልክት Sc እና አቶሚክ ቁጥር 21 ጋር, በቀላሉ በውኃ ውስጥ የሚሟሟ, ሙቅ ውሃ ጋር መስተጋብር እና በቀላሉ በአየር ውስጥ ይጨልማል. ዋናው ቫለንስ +3 ነው። ብዙውን ጊዜ ከጋዶሊኒየም, ኤርቢየም እና ሌሎች ንጥረ ነገሮች ጋር ይደባለቃል, በአነስተኛ ምርት እና በቅርፊቱ ውስጥ በግምት 0.0005% ይዘት. ስካንዲየም ብዙውን ጊዜ ልዩ ብርጭቆዎችን እና ቀላል ክብደት ያላቸውን ከፍተኛ ሙቀት ውህዶች ለመሥራት ያገለግላል.

በአሁኑ ጊዜ በዓለም ላይ የተረጋገጠው የስካንዲየም ክምችት 2 ሚሊዮን ቶን ብቻ ሲሆን ከእነዚህ ውስጥ 90 ~ 95% የሚሆኑት በባኦክሲት ፣ ፎስፈረስ እና በብረት የታይታኒየም ማዕድን ውስጥ ይገኛሉ ፣ እና በዩራኒየም ፣ thorium ፣ tungsten እና ብርቅዬ የምድር ማዕድናት ውስጥ ትንሽ ክፍል ይገኛሉ ፣ በሩሲያ, በቻይና, በታጂኪስታን, በማዳጋስካር, በኖርዌይ እና በሌሎች አገሮች ተሰራጭቷል. ቻይና ከስካንዲየም ጋር የተያያዘ ከፍተኛ የማዕድን ክምችት ስላላት በስካንዲየም ሀብት በጣም የበለፀገች ነች። ያልተሟላ አኃዛዊ መረጃ እንደሚያሳየው በቻይና ውስጥ ያለው የስካንዲየም ክምችት 600000 ቶን ገደማ ሲሆን እነዚህም በ Bauxite እና phosphorite ክምችት፣ ፖርፊሪ እና ኳርትዝ ጅማት የተንግስተን ክምችቶች በደቡብ ቻይና ይገኛሉ። በሲቹዋን ውስጥ የውስጥ ሞንጎሊያ እና የፓንዚሁዋ ቫናዲየም ቲታኒየም ማግኔትቴት ማስቀመጫ።

በስካንዲየም እጥረት ምክንያት የስካንዲየም ዋጋም በጣም ከፍተኛ ሲሆን ከፍተኛ ደረጃ ላይ ሲደርስ የስካንዲየም ዋጋ ከወርቅ በ10 እጥፍ ጨምሯል። የስካንዲየም ዋጋ ቢቀንስም ከወርቅ በአራት እጥፍ ይበልጣል!

ታሪክን በማግኘት ላይ

እ.ኤ.አ. በ 1869 ሜንዴሌቭ በካልሲየም (40) እና በታይታኒየም (48) መካከል በአቶሚክ ብዛት መካከል ያለውን ክፍተት አስተውሏል እና እዚህም ያልታወቀ መካከለኛ የአቶሚክ ጅምላ ንጥረ ነገር እንዳለ ተንብዮ ነበር። የእሱ ኦክሳይድ X ₂ O Å መሆኑን ተንብዮአል። ስካንዲየም በ1879 በስዊድን የኡፕሳላ ዩኒቨርሲቲ ባልደረባ ላርስ ፍሬደሪክ ኒልሰን ተገኝቷል። ከጥቁር ብርቅዬ የወርቅ ማዕድን ማውጫ፣ 8 ዓይነት የብረት ኦክሳይድን ከያዘው ውስብስብ ማዕድን አወጣ። አውጥቷል::ኤርቢየም (III) ኦክሳይድከጥቁር ብርቅ የወርቅ ማዕድን, እና የተገኘYtterbium (III) ኦክሳይድከዚህ ኦክሳይድ, እና ሌላ ቀላል ንጥረ ነገር ኦክሳይድ አለ, የእሱ ስፔክትረም የማይታወቅ ብረት መሆኑን ያሳያል. ይህ በሜንዴሌቭ የተተነበየ ብረት ነው, ኦክሳይድ ነውSc₂O₃. ስካንዲየም ብረት ራሱ የተሠራው ከስካንዲየም ክሎራይድበኤሌክትሮላይቲክ መቅለጥ በ1937 ዓ.ም.

ሜንዴሌቭ

የኤሌክትሮን ውቅር

የኤሌክትሮን ውቅር፡ 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d1

ስካንዲየም ብረት

ስካንዲየም 1541 ℃ የማቅለጫ ነጥብ እና 2831 ℃ የፈላ ነጥብ ያለው ለስላሳ ብር ነጭ ሽግግር ብረት ነው።

ከተገኘ በኋላ ለረጅም ጊዜ ስካንዲየም ጥቅም ላይ የዋለው በምርት ላይ ባለው ችግር ምክንያት አልታየም. ብርቅዬ የምድር ንጥረ ነገሮችን የመለየት ዘዴዎች ከጊዜ ወደ ጊዜ እየጨመረ በመምጣቱ በአሁኑ ጊዜ የስካንዲየም ውህዶችን ለማጣራት የበሰለ ሂደት ፍሰት አለ። ስካንዲየም ከአይትሪየም እና ላንታናይድ ያነሰ የአልካላይን መጠን ስላለው ሃይድሮክሳይድ በጣም ደካማው ስለሆነ ስካንዲየም (III) ሃይድሮክሳይድ በአሞኒያ ሲታከም ስካንዲየም የተቀላቀለ ማዕድን ያለው ስካንዲየም ከስንት አንዴ የምድር ንጥረ ነገር በ"ደረጃ ዝናብ" ይለያል። ወደ መፍትሄ ይተላለፋል. ሌላው ዘዴ ስካንዲየም ናይትሬትን በፖላር ናይትሬት መበስበስ መለየት ነው። ስካንዲየም ናይትሬትን ለመበስበስ በጣም ቀላል ስለሆነ ስካንዲየም መለየት ይቻላል. በተጨማሪም ፣ ከዩራኒየም ፣ ቶሪየም ፣ ቱንግስተን ፣ቲን እና ሌሎች የማዕድን ክምችቶች አጃቢው ስካንዲየም አጠቃላይ ማገገም እንዲሁ አስፈላጊ የስካንዲየም ምንጭ ነው።

የተጣራ ስካንዲየም ውህድ ካገኘ በኋላ ወደ ScCl Å ይቀየራል እና በ KCl እና LiCl ይቀልጣል። የቀለጠው ዚንክ እንደ ካቶድ ለኤሌክትሮላይስ ጥቅም ላይ ይውላል፣ ይህም ስካንዲየም በዚንክ ኤሌክትሮድ ላይ እንዲዘንብ ያደርጋል። ከዚያም ዚንክ የብረት ስካንዲየም ለማግኘት ይተናል. ይህ በጣም ንቁ ኬሚካላዊ ባህሪያት ያለው ቀላል ክብደት ያለው የብር ነጭ ብረት ነው, እሱም በሙቅ ውሃ አማካኝነት የሃይድሮጂን ጋዝ ማመንጨት ይችላል. ስለዚህ በምስሉ ላይ የምትመለከቱት የብረታ ብረት ስካንዲየም በጠርሙስ ታሽጎ በአርጎን ጋዝ የተጠበቀ ነው፣ ይህ ካልሆነ ስካንዲየም በፍጥነት ጥቁር ቢጫ ወይም ግራጫ ኦክሳይድ ሽፋን ይፈጥራል፣ አንጸባራቂውን የብረታ ብረት ድምቀት ያጣል።

መተግበሪያዎች

የመብራት ኢንዱስትሪ

የስካንዲየም አጠቃቀሞች በጣም ደማቅ በሆኑ አቅጣጫዎች ላይ ያተኮሩ ናቸው, እና የብርሃን ልጅ ብሎ መጥራት ማጋነን አይሆንም. የስካንዲየም የመጀመሪያው አስማት መሳሪያ ስካንዲየም ሶዲየም መብራት ተብሎ የሚጠራ ሲሆን ይህም በሺዎች የሚቆጠሩ ቤተሰቦችን ብርሃን ለማምጣት ሊያገለግል ይችላል። ይህ የብረታ ብረት ኤሌክትሪክ መብራት ነው: አምፖሉ በሶዲየም አዮዳይድ እና በስካንዲየም ትሪዮዳይድ የተሞላ ነው, እና ስካንዲየም እና ሶዲየም ፎይል በተመሳሳይ ጊዜ ይጨምራሉ. ከፍተኛ-ቮልቴጅ በሚወጣበት ጊዜ ስካንዲየም ions እና ሶዲየም ionዎች እንደየቅደም ተከተላቸው የመለኪያ ሞገድ ርዝመታቸው ብርሃን ይለቃሉ። የሶዲየም ስፔክትራል መስመሮች 589.0 እና 589.6 nm, ሁለት ታዋቂ ቢጫ መብራቶች ሲሆኑ የስካንዲየም ስፔክትራል መስመሮች 361.3 ~ 424.7 nm, ተከታታይ የአልትራቫዮሌት እና ሰማያዊ ብርሃን ልቀቶች ናቸው. እርስ በርስ ስለሚደጋገፉ, አጠቃላይ የብርሃን ቀለም ነጭ ብርሃን ነው. ስካንዲየም ሶዲየም መብራቶች ለቴሌቪዥን ካሜራዎች፣ ለካሬዎች፣ ለስፖርት ማዘውተሪያ ስፍራዎች እና ለመንገድ መብራቶች በስፋት ጥቅም ላይ የሚውሉት ከፍተኛ የብርሃን ቅልጥፍና፣ ጥሩ የብርሃን ቀለም፣ ኃይል ቆጣቢ፣ ረጅም የአገልግሎት ዘመን እና ጠንካራ ጭጋግ የመፍረስ ባህሪ ስላላቸው ነው። እና የሶስተኛው ትውልድ የብርሃን ምንጮች በመባል ይታወቃሉ. በቻይና፣ ይህ ዓይነቱ መብራት ቀስ በቀስ እንደ አዲስ ቴክኖሎጂ እየተስፋፋ ሲሆን በአንዳንድ የበለጸጉ አገሮች ደግሞ ይህ ዓይነቱ መብራት በ1980ዎቹ መጀመሪያ ላይ በስፋት ይሠራበት ነበር።

ሁለተኛው የስካንዲየም አስማት መሳሪያ የፀሐይ ፎቶቮልታይክ ህዋሶች ሲሆን ይህም በመሬት ላይ የተበተነውን ብርሃን ሰብስቦ የሰውን ማህበረሰብ ለመንዳት ወደ ኤሌክትሪክነት መለወጥ ይችላል. ስካንዲየም በብረታ ብረት ኢንሱሌተር ሴሚኮንዳክተር ሲሊኮን የፀሐይ ሴል እና የፀሐይ ሴሎች ውስጥ ምርጡ ማገጃ ብረት ነው።

ሦስተኛው አስማታዊ መሣሪያ γ A ray ምንጭ ይባላል፣ ይህ አስማታዊ መሣሪያ በራሱ ደምቆ ሊበራ ይችላል፣ ነገር ግን ይህ ዓይነቱ ብርሃን በዓይን አይቀበልም ፣ ከፍተኛ ኃይል ያለው የፎቶን ፍሰት ነው። ብዙውን ጊዜ 45Sc ን ከማዕድናት እናወጣለን፣ይህም ብቸኛው ተፈጥሯዊ የስካንዲየም አይዞቶፖች ነው። እያንዳንዱ 45Sc ኒውክሊየስ 21 ፕሮቶን እና 24 ኒውትሮን ይይዛል። 46Sc፣ ሰው ሰራሽ ራዲዮአክቲቭ isotope፣ እንደ γ የጨረር ምንጮች ወይም መከታተያ አተሞች ለአደገኛ ዕጢዎች ራዲዮቴራፒ ጥቅም ላይ ሊውል ይችላል። እንደ አይትሪየም ጋሊየም ስካንዲየም ጋርኔት ሌዘር ያሉ መተግበሪያዎችም አሉ።ስካንዲየም ፍሎራይድየመስታወት ኢንፍራሬድ ኦፕቲካል ፋይበር፣ እና ስካንዲየም የተሸፈነ የካቶድ ሬይ ቱቦ በቴሌቪዥን። ስካንዲየም በብሩህነት የተወለደ ይመስላል።

ቅይጥ ኢንዱስትሪ

ስካንዲየም በኤለመንታዊ መልኩ ለአሉሚኒየም alloys ለዶፒንግ በሰፊው ጥቅም ላይ ውሏል። ጥቂት ሺዎች ስካንዲየም በአሉሚኒየም ውስጥ እስከተጨመረ ድረስ፣ በአሉሚኒየም ቅይጥ ውስጥ የሜታሞርፊዝም ሚና የሚጫወት እና የቅይጥ አወቃቀሩን እና ባህሪያቱን በከፍተኛ ሁኔታ የሚቀይር አዲስ የ Al3Sc ደረጃ ይመሰረታል። 0.2% ~ 0.4% Sc (በቤት ውስጥ የተጠበሰ አትክልት ለመቀስቀስ ጨው ከመጨመር ጋር ይመሳሰላል, ትንሽ ብቻ ነው የሚያስፈልገው) የተቀላቀለውን የዳግም ክሪስታላይዜሽን የሙቀት መጠን በ 150-200 ℃ ከፍ ያደርገዋል እና በከፍተኛ ሁኔታ ይሻሻላል. -የሙቀት ጥንካሬ፣የመዋቅር መረጋጋት፣የብየዳ አፈጻጸም እና የዝገት መቋቋም። በከፍተኛ ሙቀቶች ውስጥ ለረጅም ጊዜ በሚሠራበት ጊዜ በቀላሉ የሚከሰተውን የኢብሪትልሽን ክስተት ማስወገድ ይችላል. ከፍተኛ ጥንካሬ እና ከፍተኛ ጥንካሬ የአልሙኒየም ቅይጥ, አዲስ ከፍተኛ-ጥንካሬ ዝገት-የሚቋቋም weldable አሉሚኒየም ቅይጥ, አዲስ ከፍተኛ ሙቀት የአልሙኒየም ቅይጥ, ከፍተኛ-ጥንካሬ የኒውትሮን irradiation ተከላካይ አሉሚኒየም ቅይጥ, ወዘተ, በአየር, አቪዬሽን, መርከቦች ውስጥ በጣም ማራኪ ልማት ተስፋዎች አላቸው. የኑክሌር ኃይል ማመንጫዎች፣ ቀላል ተሽከርካሪዎች እና ባለከፍተኛ ፍጥነት ባቡሮች።

ስካንዲየም ለብረት በጣም ጥሩ ማሻሻያ ነው, እና አነስተኛ መጠን ያለው ስካንዲየም የብረት ብረት ጥንካሬን እና ጥንካሬን በእጅጉ ያሻሽላል. በተጨማሪም ስካንዲየም ለከፍተኛ ሙቀት ቱንግስተን እና ክሮሚየም ውህዶች እንደ ተጨማሪነት ሊያገለግል ይችላል። እርግጥ ነው ስካንዲየም የሰርግ ልብስ ለሌሎች ከማዘጋጀት በተጨማሪ ከፍተኛ የማቅለጫ ነጥብ ያለው ሲሆን መጠኑም ከአሉሚኒየም ጋር ተመሳሳይነት ያለው ሲሆን ከፍተኛ የማቅለጫ ነጥብ ቀላል ክብደት ባላቸው እንደ ስካንዲየም ቲታኒየም alloy እና ስካንዲየም ማግኒዥየም ቅይጥ ያሉ ውህዶች ውስጥም ያገለግላል። ነገር ግን በከፍተኛ ዋጋ ምክንያት በአጠቃላይ በከፍተኛ ደረጃ የማምረቻ ኢንዱስትሪዎች ውስጥ እንደ የጠፈር መንኮራኩሮች እና ሮኬቶች ብቻ ጥቅም ላይ ይውላል.

የሴራሚክ ቁሳቁስ

ስካንዲየም, ነጠላ ንጥረ ነገር, በአጠቃላይ በአሎይዶች ውስጥ ጥቅም ላይ ይውላል, እና የእሱ ኦክሳይድ በተመሳሳይ መልኩ በሴራሚክ ቁሳቁሶች ውስጥ ትልቅ ሚና ይጫወታል. ለጠንካራ ኦክሳይድ ነዳጅ ሴሎች እንደ ኤሌክትሮድ ማቴሪያል ሊያገለግል የሚችለው ቴትራጎን ዚርኮኒያ ሴራሚክ ቁሳቁስ የዚህ ኤሌክትሮላይት አሠራር በአካባቢው የሙቀት መጠን እና የኦክስጂን ክምችት እየጨመረ ሲሄድ ልዩ ባህሪ አለው። ይሁን እንጂ የዚህ የሴራሚክ ማቴሪያል ክሪስታል መዋቅር እራሱ በተረጋጋ ሁኔታ ሊኖር አይችልም እና የኢንዱስትሪ እሴት የለውም; የመጀመሪያውን ባህሪያቱን ለመጠበቅ ይህንን መዋቅር ማስተካከል የሚችሉ አንዳንድ ንጥረ ነገሮችን ማድረግ አስፈላጊ ነው. 6 ~ 10% ስካንዲየም ኦክሳይድ መጨመር ልክ እንደ ኮንክሪት መዋቅር ነው, ስለዚህም ዚርኮኒያ በካሬ ጥልፍ ላይ መረጋጋት ይችላል.

እንደ ከፍተኛ ጥንካሬ እና ከፍተኛ የሙቀት መጠን መቋቋም የሚችል ሲሊኮን ናይትራይድ እንደ ዴንሲፋፋየር እና ማረጋጊያ ያሉ የምህንድስና ሴራሚክ ቁሶችም አሉ።

እንደ ማደንዘዣ ፣ስካንዲየም ኦክሳይድበጥሩ ቅንጣቶች ጠርዝ ላይ የማጣቀሻ ደረጃ Sc2Si2O7 ሊፈጥር ይችላል ፣ ስለሆነም የምህንድስና ሴራሚክስ ከፍተኛ የሙቀት መጠን መበላሸትን ይቀንሳል። ከሌሎች ኦክሳይዶች ጋር ሲነፃፀር የሲሊኮን ናይትራይድ ከፍተኛ ሙቀት ያለው ሜካኒካዊ ባህሪያትን በተሻለ ሁኔታ ማሻሻል ይችላል.

ካታሊቲክ ኬሚስትሪ

በኬሚካል ኢንጂነሪንግ ውስጥ ስካንዲየም ብዙውን ጊዜ እንደ ማነቃቂያነት ጥቅም ላይ ይውላል ፣ Sc2O3 ለድርቀት እና ለኤታኖል ወይም ለአይሶፕሮፓኖል ዲኦክሳይድ ፣ አሴቲክ አሲድ መበስበስ እና ኤቲሊን ከ CO እና H2 ለማምረት ሊያገለግል ይችላል። Sc2O3 ን የያዘው የፒት አል ማነቃቂያ እንዲሁም በፔትሮኬሚካል ኢንዱስትሪ ውስጥ ለከባድ ዘይት ሃይድሮጂን የማጥራት እና የማጣራት ሂደቶች ጠቃሚ አመላካች ነው። እንደ ኩሜኔ ባሉ የካታሊቲክ ስንጥቅ ምላሾች የ Sc-Y zeolite catalyst እንቅስቃሴ ከአሉሚኒየም ሲሊኬት ካታላይት 1000 እጥፍ ይበልጣል። ከአንዳንድ ባህላዊ ማነቃቂያዎች ጋር ሲነጻጸር, የስካንዲየም ማነቃቂያዎች የእድገት ተስፋዎች በጣም ብሩህ ይሆናሉ.

የኑክሌር ኢነርጂ ኢንዱስትሪ

አነስተኛ መጠን ያለው Sc2O3 ወደ UO2 በከፍተኛ ሙቀት ሬአክተር የኑክሌር ነዳጅ መጨመር በ UO2 ወደ U3O8 መቀየር ምክንያት የሚፈጠረውን የላቲስ ለውጥ፣ የድምጽ መጨመር እና ስንጥቅ ያስወግዳል።

የነዳጅ ሕዋስ

በተመሳሳይ ከ 2.5% እስከ 25% ስካንዲየም ወደ ኒኬል አልካሊ ባትሪዎች መጨመር የአገልግሎት ህይወታቸውን ይጨምራል።

የግብርና እርባታ

በእርሻ ውስጥ እንደ በቆሎ, ባቄላ, አተር, ስንዴ እና የሱፍ አበባ ያሉ ዘሮች በስካንዲየም ሰልፌት ሊታከሙ ይችላሉ (ማጎሪያው በአጠቃላይ 10-3 ~ 10-8ሞል / ሊትር ነው, የተለያዩ ተክሎች ይለያያሉ), እና ማብቀል የማሳደግ ትክክለኛ ውጤት. ተገኝቷል። ከ 8 ሰአታት በኋላ የደረቁ ደረቅ ሥሮች እና ቡቃያዎች በ 37% እና በ 78% ጨምረዋል ፣ ግን አሰራሩ አሁንም በጥናት ላይ ነው።

ከኒልሰን ትኩረት ወደ አቶሚክ የጅምላ ዳታ ዕዳ እስከ ዛሬ ድረስ ስካንዲየም በሰዎች እይታ ውስጥ የገባው ለመቶ ወይም ሃያ ዓመታት ብቻ ቢሆንም ወንበር ላይ ለመቶ ዓመታት ያህል ተቀምጧል። በቁሳዊ ሳይንስ መገባደጃ ላይ ጠንከር ያለ እድገት እስካደረገበት ጊዜ ድረስ ጥንካሬን ያመጣለት አልነበረም። ዛሬ ስካንዲየምን ጨምሮ ብርቅዬ የምድር ንጥረ ነገሮች በቁሳቁስ ሳይንስ ሞቃታማ ከዋክብት ሆነዋል፣በሺህዎች በሚቆጠሩ ስርዓቶች ውስጥ ሁሌም የሚለዋወጡ ሚናዎችን በመጫወት፣በየቀኑ ለሕይወታችን የበለጠ ምቾትን ያመጣሉ፣እና ለመለካት የበለጠ አስቸጋሪ የሆነ ኢኮኖሚያዊ እሴት እየፈጠሩ ነው።