industria de la iluminación
Curiosamente, el uso del escandio (como principal material de trabajo, no para el dopaje) se centra en la dirección brillante, por lo que no está de más llamarlo el Hijo de la Luz.
La primera arma mágica del escandio se llama lámpara de escandio y sodio, que se puede utilizar para iluminar miles de hogares. Esta es una fuente de luz eléctrica de haluro metálico: la bombilla se llena con yoduro de sodio y yoduro de escandio, y se agregan escandio y lámina de sodio al mismo tiempo. Durante la descarga de alto voltaje, los iones de escandio y los iones de sodio, respectivamente, emiten luz de sus longitudes de onda de emisión características. Las líneas espectrales del sodio son 589.0 y 589,6 nm, dos famosas luces amarillas, mientras que las líneas espectrales del escandio son 361,3~424,7 nm, una serie de emisiones de luz azul y ultravioleta cercana. Debido a que se complementan entre sí, el color de luz general generado es luz blanca. Precisamente porque la lámpara de sodio de escandio tiene las características de alta eficiencia luminosa, buen color de luz, ahorro de energía, larga vida útil y fuerte capacidad para romper la niebla, puede ser ampliamente utilizada en cámaras de televisión e iluminación de plazas, estadios y carreteras, y se llama la fuente de luz de tercera generación. En China, este tipo de lámpara se promociona gradualmente como una nueva tecnología, mientras que en algunos países desarrollados, este tipo de lámpara se utilizó ampliamente a principios de la década de 1980.
La segunda arma mágica del escandio son las células solares fotovoltaicas, que pueden recoger la luz dispersada en el suelo y convertirla en electricidad para promover la sociedad humana. El escandio es el mejor metal de barrera en fotocélulas y células solares de silicio semiconductor aislante de metal.
Su tercera arma mágica se llama Fuente de rayos, esta arma mágica puede brillar por sí misma, pero este tipo de luz no puede ser percibida a simple vista, es un flujo de fotones de alta energía. Normalmente extraemos 45Sc de los minerales, que es el único isótopo natural del escandio. Cada núcleo de 45Sc contiene 21 protones y 24 neutrones. Si ponemos escandio en el reactor nuclear como si pusiéramos monos en el horno de alquimia del Supremo Señor Lao Tse durante setenta y siete cuarenta y nueve días y los dejamos absorber la radiación de neutrones, nacerán 46Sc de un neutrón más en el núcleo atómico. El 46Sc, un radioisótopo artificial, se puede utilizar como fuentes de radiación o también se pueden utilizar átomos trazadores para la radioterapia de tumores malignos. También hay aplicaciones como el láser de granate de itrio, galio y escandio, la fibra óptica infrarroja de vidrio de fluoruro de escandio y el tubo de rayos catódicos recubierto de escandio en la televisión. Parece que el escandio nació con luz.
Industria de aleaciones
El escandio en forma de sustancia simple ha sido ampliamente utilizado en el dopaje de aleaciones de aluminio. Siempre que se agreguen unas milésimas de escandio al aluminio, se formará una nueva fase Al3Sc, que desempeñará un papel en la modificación de la aleación de aluminio y hará que la estructura y las propiedades de la aleación cambien significativamente. La adición de 0.2 por ciento ~0.4 por ciento Sc (que es realmente la misma proporción que la sal de cocina casera, solo un poco) puede aumentar la temperatura de recristalización de la aleación en 150~ 200 grados, y mejora significativamente la resistencia a altas temperaturas, la estabilidad estructural, el rendimiento de soldadura y la resistencia a la corrosión, y puede evitar el fenómeno de fragilización que es fácil de ocurrir durante el trabajo prolongado a altas temperaturas. La aleación de aluminio de alta resistencia y alta tenacidad, la nueva aleación de aluminio soldable resistente a la corrosión de alta resistencia, la nueva aleación de aluminio de alta temperatura, la aleación de aluminio resistente a la radiación de neutrones de alta resistencia, etc., tienen perspectivas de desarrollo muy atractivas en la industria aeroespacial, aviación, barcos, reactores nucleares, vehículos ligeros y trenes de alta velocidad.
El escandio también es un excelente modificador del hierro. Una pequeña cantidad de escandio puede mejorar significativamente la resistencia y la dureza del hierro fundido. Además, el escandio también se puede utilizar como aditivo para aleaciones de tungsteno y cromo de alta temperatura. Por supuesto, además de hacer ropa de boda para otros, debido a que el escandio tiene un alto punto de fusión y su densidad es cercana a la del aluminio, también se usa en aleaciones ligeras de alto punto de fusión, como la aleación de escandio y titanio y la aleación de escandio y magnesio. Pero debido al alto precio, generalmente solo se usa en industrias de fabricación de alta gama, como transbordadores espaciales y cohetes.
material cerámico
El escandio, una sustancia simple, generalmente se usa en aleaciones, y los óxidos de escandio juegan un papel importante en los materiales cerámicos. Por ejemplo, los materiales cerámicos de óxido de circonio tetragonal, que se pueden utilizar como materiales de electrodos para pilas de combustible de óxido sólido, tienen una propiedad muy especial. La conductividad de este electrolito aumentará con el aumento de la temperatura y la concentración de oxígeno en el ambiente. Sin embargo, la estructura cristalina de este material cerámico en sí no puede existir de manera estable y no tiene valor industrial; Para mantener las propiedades originales, se deben dopar algunos materiales que pueden fijar esta estructura. La adición de 6 a 10 por ciento de óxido de escandio es como una estructura de hormigón, por lo que la zirconia se puede estabilizar en una red cuadrada.
También hay materiales cerámicos de ingeniería como el nitruro de silicio con alta resistencia y resistencia a altas temperaturas como densificador y estabilizador.
El óxido de escandio, como densificador, puede formar una fase refractaria Sc2Si2O7 en el borde de las partículas finas, lo que reduce la deformación a alta temperatura de la cerámica de ingeniería. En comparación con otros óxidos, el óxido de escandio puede mejorar mejor las propiedades mecánicas a alta temperatura del nitruro de silicio.
química catalítica
En ingeniería química, el escandio se usa a menudo como catalizador. Sc2O3 se puede utilizar para la deshidratación y desoxidación de etanol o isopropanol, la descomposición del ácido acético y la producción de etileno a partir de CO y H2. El catalizador de Pt Al que contiene Sc2O3 es un catalizador importante para el proceso de purificación y refinación de petróleo pesado en la industria petroquímica. En el craqueo catalítico de cumeno, por ejemplo, la actividad del catalizador de zeolita Sc-Y es 1000 veces mayor que la del catalizador de silicato de aluminio; En comparación con algunos catalizadores tradicionales, la perspectiva de desarrollo del catalizador de escandio será muy brillante.
Industria de la energía nuclear
Agregar una pequeña cantidad de Sc2O3 a UO2 en el combustible nuclear del reactor de alta temperatura puede evitar la transformación de la red, el aumento de volumen y las grietas debido a la conversión de UO2 a U3O8.
pila de combustible
De manera similar, agregar 2.5 por ciento ~ 25 por ciento de escandio en la batería de níquel alcalino aumentará la vida útil.
Cría agrícola
En la agricultura, las semillas de maíz, remolacha, guisantes, trigo, girasol y otras pueden tratarse con sulfato de escandio (la concentración es generalmente 10-3~10-8mol/L, las diferentes plantas serán diferentes), y se ha logrado el efecto real de promover la germinación. Después de 8 horas, el peso seco de las raíces y los brotes aumentó un 37 % y un 78 %, respectivamente, en comparación con las plántulas, pero el mecanismo aún está bajo estudio.
