Aleación de escandio

A:

• El escandio (símbolo químico Sc y número atómico 21) es un metal de transición ligero de color blanco plateado. Está clasificado como un elemento de tierras raras.
• Sus principales propiedades son su peso ligero, alto punto de fusión y pequeño radio iónico. El escandio es sólo el 50º elemento más común en la Tierra, pero es el 23º elemento más común en el Sol.
• Debido al pequeño tamaño de sus iones, no se combina selectivamente con los aniones formadores de minerales comunes y rara vez forma concentraciones superiores a 100 ppm en la naturaleza.
• El escandio se utiliza principalmente, en grados de {{0}}.1 a 0,5%, en aleaciones de aluminio para aplicaciones aeroespaciales y deportivas, incluidos cuadros de bicicletas, raquetas de tenis y bates de béisbol.
• La razón principal para agregar escandio es que agrega fortalezas como ningún otro elemento a las aleaciones de aluminio livianas. Más precisamente, debido a su refinamiento de grano fino, las aleaciones de escandio reducen el agrietamiento en caliente en las soldaduras, aumentan la resistencia de las soldaduras y ofrecen un mejor comportamiento a la fatiga.
• También se utiliza en lámparas halógenas en forma de yoduro de escandio para obtener una luz cercana a la de la luz solar natural.
• El escandio tiene dos usos finales potenciales muy importantes, especialmente en Europa: pilas de combustible de óxido sólido para almacenamiento de energía y aleaciones Sc-Al en los sectores aeroespacial y de automoción.

A:

• Los productores mundiales de escandio son China con un 66%, Rusia con un 23%, Ucrania con un 7% y Kazajstán con un 1%.
• El suministro mundial de escandio proviene de fuentes primarias, como materias primas minerales, y de fuentes secundarias de la producción minera, como concentrados, escorias metalúrgicas y residuos.
• El escandio normalmente se produce como coproducto o subproducto durante el procesamiento de diversos minerales (por ejemplo, mineral de hierro, REE, titanio, circonio, uranio, torio, aluminio, tungsteno, estaño, tantalio, apatita, níquel y cobalto) y/o o recuperado de relaves y residuos previamente procesados ​​(USGS 2021 y 2022).

A:

• El escandio no se comercializa en ninguna bolsa de metales, ya que los productos de escandio se venden entre particulares a precios no revelados.
• Data on scandium (Sc) production is very patchy and incomplete. According to the USGS (2022) the annual Sc production is estimated to 10-20 t; DERA (2021) assumes the figure to be around 14-16 t. Sc demand and supply are highly concentrated. With about 75% (>10 t) de la producción anual mundial. China es el mayor productor de Sc. Otros productores Rusia (1-2 t/año) y Filipinas (aprox. 1 t/año) (DERA, 2021).

R: El escandio, al igual que otros metales aleados con aluminio, imparte resistencia y propiedades deseables al aluminio, y lo hace en cierta medida a cada una de las ocho familias de aleaciones (Serie). Las adiciones de escandio generan resistencia al promover una estructura de grano más pequeña y de tamaño uniforme en las aleaciones durante la solidificación. El escandio muestra una mejor respuesta de resistencia en algunas familias de aleaciones que en otras, pero casi siempre con adiciones bastante pequeñas, entre 0.1% y 0.45% Sc.

R: Scandium ofrece fuerza transformadora sin la necesidad de tratamientos térmicos costosos y problemáticos. Específicamente, las adiciones de escandio pueden aumentar el límite elástico en una Serie 5000 entre 300 Mpa y 450 Mpa, dependiendo de la cantidad de adición, manteniendo cifras de alargamiento (ductilidad) de 12-15.

R: Efectos del escandio sobre la salud:

El escandio no tiene ningún papel biológico. Sólo pequeñas cantidades llegan a la cadena alimentaria, por lo que la ingesta diaria promedio de una persona es inferior a 0.1 microgramo.

El escadio no es tóxico, aunque se ha sugerido que algunos de sus compuestos podrían ser cancerígenos.

El escandio es especialmente peligroso en el entorno laboral debido al hecho de que la humedad y los gases se pueden inhalar con el aire. Esto puede causar embolias pulmonares, especialmente durante una exposición prolongada. El escandio puede ser una amenaza para el hígado cuando se acumula en el cuerpo humano.

R: Efectos del escandio en el medio ambiente:

El escandio se vierte al medio ambiente en muchos lugares diferentes, principalmente en las industrias productoras de petróleo. También puede pasar al medio ambiente cuando se desechan los electrodomésticos. El escandio se acumulará gradualmente en los suelos y en los suelos acuáticos y esto eventualmente conducirá a concentraciones crecientes en humanos, animales y partículas del suelo.

En los animales acuáticos, el escandio daña las membranas celulares, lo que tiene varias influencias negativas sobre la reproducción y las funciones del sistema nervioso.

R: Las aleaciones de escandio y aluminio son una combinación ganadora de escandio y aluminio. La adición de escandio al aluminio limita el crecimiento excesivo de grano que se produce en la zona afectada por el calor de los componentes soldados de aluminio.

R: El escandio de aluminio y magnesio presenta buena soldabilidad, excelente tolerancia al daño, buena resistencia a la corrosión y conformabilidad por fluencia. La aleación Aleris AlMgSc AA5024 H116 permite simplificar el proceso de fabricación de los componentes del fuselaje de los aviones. Con AA5024 H116 AlMgSc, los componentes del fuselaje de aviones reforzados con largueros pueden soldarse con rayo láser (LBW) o soldarse por fricción y agitación (FSW) cuando las piezas individuales aún están planas, sin ningún tratamiento previo. La curvatura simple o doble de la parte del fuselaje necesaria para la carrocería del avión se consigue mediante deformación por fluencia a temperatura elevada.

Recomendado para su uso como lámina de revestimiento de fuselaje con resistencia media pero excelente tolerancia al daño y propiedades a la corrosión y puede potencialmente reemplazar las aleaciones 2xxx utilizadas tradicionalmente incluso como solución directa.

R: Algunas desventajas de las aleaciones de aluminio y litio incluyen:

• Ductilidad reducida
• Tenacidad a la fractura reducida
• Anisotropía de propiedades en el plano.
• Necesidad de trabajo en frío para alcanzar las máximas propiedades
• Tasas de extensión de grietas por fatiga aceleradas

R: Las aleaciones de Al-Li son más ligeras y tienen un alto límite elástico y de tracción en comparación con las aleaciones de aluminio convencionales de alta resistencia. Son resistentes a la propagación de grietas por fatiga; sin embargo, aún es necesario mejorar su resistencia a la corrosión.