Scandium

Odpoveď: Scandium poskytuje transformačnú silu bez potreby problematického a nákladného tepelného spracovania. Konkrétne, prísady skandia môžu zvýšiť medzu klzu na rade 5000 na 300 MPa až 450 MPa, v závislosti od množstva prísady, pri zachovaní hodnôt predĺženia (ťažnosti) 12-15.

Odpoveď: Chemické zloženie predzliatiny hliník-skandium je 2% skandia a zvyšok je 99,7% hliníka. Predzliatina sa používa na pridávanie skandia do zliatin obsahujúcich Al-Mg-Zr, ktoré sa používajú vo forme plechu a plechu. Tieto plechy a dosky používajú hlavne výrobcovia lietadiel.

Odpoveď: Elementárne skandium sa považuje za netoxické a na zvieratách sa vykonalo len málo testov zlúčenín skandia. Hladiny polovičnej letálnej dávky (LD50) pre chlorid skandium (III) pre potkany boli stanovené ako 4 mg/kg pre intraperitoneálne a 755 mg/kg pre orálne podávanie.

Odpoveď: Skandium sa používa hlavne ako prísada do zliatin na báze hliníka pre športové potreby a vo vysokovýkonných halogenidových výbojkách.

Odpoveď: Existujú dva bežné spôsoby, ktorými možno skandium extrahovať.

• Prvým spôsobom je jeho extrakcia ako vedľajší produkt uránovej hlušiny.
• Druhým spôsobom, ktorým je možné skandium pripraviť, je elektrolýza roztavených chloridov skandia, lítia a draslíka pomocou elektród z roztaveného zinku a volfrámového drôtu.

Odpoveď: Prvok Scandium má rozsiahle vlastnosti a o jeho použití sa diskutovalo. Niektoré vlastnosti sú vysoko odlíšiteľné od iných prvkov a definujú rôzne účely a aplikácie prvku skandium. V tejto oblasti prebieha ďalší výskum s cieľom objaviť najnovšie funkcie a aplikácie skandia.

Niekoľko dôležitých vlastností skandia je, že hmotnostné číslo tohto prvku je 44,96 u. Scandium patrí do skupiny 3, periódy 4 a d-bloku periodickej tabuľky. Atómová štruktúra skandia pozostáva z 21 protónov a 24 neutrónov. Scandium tiež vykazuje vlastnosti elektronegativity, keďže ide o kov. Elektronegativita Scandia je relatívne vysoká, tj 1,36.

Scandium sa na Zemi bežne vyskytuje v oxidačnom stave +3. Prvok skandium, keď je v oxidačnom stave, sa veľmi podobá na iné vzácne kovy na Zemi. Kvôli jeho výrazne malému iónovému polomeru sú niektoré správanie a charakteristiky skandia v porovnaní s inými zemskými prvkami zriedkavé. Z rovnakého dôvodu je prvok skandium vo svojej iónovej forme pomerne silnou kyselinou a má tiež vyšší sklon k tvorbe škvŕn.

A: Scandium je jeden z chemických prvkov, tiež vzácny kov nachádzajúci sa na Zemi. V roku 1871 predpovedal existenciu tohto prvku ruský chemik Dmitrij Ivanovič Mendelejev. Neskôr ho objavil Lars Fredrik Nilson v roku 1879. Predstavuje ho symbol „S“. V periodickej tabuľke je atómové číslo skandia 21. Atómová hmotnosť je naopak 44,965 g/mol. Na zemi sa skandium alebo „Sc“ bežne vyskytuje v Škandinávii. Vyskytuje sa v nepatrných množstvách v mnohých minerálnych druhoch nachádzajúcich sa na Zemi. Existuje niekoľko vlastností, ako aj použitia prvku skandium.

Scandium je tiež jedným z drahých prvkov kvôli jeho nedostatku a obmedzenej výrobe. Cena čistého skandia môže byť približne 7 000 USD/kg ešte vyššia. Scandium má tiež vysokú kozmickú hojnosť. Je to tiež dvadsiaty tretí (23.) najrozšírenejší prvok na slnku.

Je to prvok, ktorý sa považuje za netoxický. Hoci v súvislosti so skandiom neexistuje príliš rozsiahly výskum, pokiaľ ide o zdravotné a bezpečnostné problémy. Chlorid škandinatý je zlúčenina, ktorá môže mať smrteľnú dávku. Preto by sa s touto zlúčeninou a ďalšími zlúčeninami skandia malo zaobchádzať opatrne, pretože sa môžu považovať za stredne toxické.

A: Účinky skandia na životné prostredie:

Scandium sa ukladá do životného prostredia na mnohých rôznych miestach, najmä v priemyselných odvetviach vyrábajúcich benzín. Do prostredia sa môže dostať aj pri vyhodení vybavenia domácnosti. Škandium sa bude postupne hromadiť v pôde a vodnej pôde, čo nakoniec povedie k zvýšeniu koncentrácie u ľudí, zvierat a pôdnych častíc.

U vodných živočíchov skandium spôsobuje poškodenie bunkových membrán, čo má viacero negatívnych vplyvov na reprodukciu a na funkcie nervového systému.

A: Účinky skandia na zdravie:

Scandium nemá žiadnu biologickú úlohu. Do potravinového reťazca sa dostanú len stopové množstvá, takže denný príjem priemerného človeka je nižší ako 0,1 mikrogramu.

Scadium nie je toxický, aj keď sa objavili názory, že niektoré z jeho zlúčenín môžu byť rakovinotvorné.

Scandium je väčšinou nebezpečné v pracovnom prostredí, pretože vlhkosť a plyny môžu byť vdychované so vzduchom. To môže spôsobiť pľúcnu embóliu, najmä pri dlhodobej expozícii. Škandium môže byť hrozbou pre pečeň, keď sa hromadí v ľudskom tele.

A: Scandium je riedko distribuované a vyskytuje sa v stopových množstvách v mnohých mineráloch. Vzácne minerály zo Škandinávie a Madagaskaru ako tortveitit, euxenit a gadolinit sú jedinými známymi koncentrovanými zdrojmi tohto prvku. Thortveitit môže obsahovať až 45 % skandia vo forme oxidu skandia.

Odpoveď: Scandium-44 je sľubný medicínsky izotop pre zobrazovanie pomocou pozitrónovej emisnej tomografie (PET). PET umožňuje lekárom merať aktivitu buniek v tele, aby pomohla identifikovať rakovinu, srdcové choroby a iné stavy. Skandium-44 možno vyrobiť rádioaktívnym rozpadom titánu-44. Keďže sa rozkladá oveľa pomalšie ako skandium-44, rovnaká dávka titánu-44 dokáže vyprodukovať dostatok skandia-44 na mnoho rokov PET skenov. Výzvou je spoľahlivo oddeliť skandium-44 od titánu-44 v nemocniciach. Teraz majú vedci nové riešenie. Na imobilizáciu titánu-44 na živici použili organickú molekulu nazývanú hydroxamát. Potom prešli kvapalinou určenou na odstránenie iba skandia-44 cez živicu. Tento proces sa môže opakovať, keďže sa každým dňom vytvára viac skandia{10}}.

Odpoveď: Scandium možno nájsť v mnohých potravinách, ako je maslový orech, obyčajný lieskový orech, kokos a kešu orechy, vďaka čomu je skandium potenciálnym biomarkerom konzumácie týchto potravinových produktov.

Odpoveď: Prostredníctvom procesu mikrolegovania môže skandium pomôcť zvýšiť pevnosť a zvariteľnosť hliníkového draku lietadla a zároveň generovať značné úspory paliva pre prevádzkovateľov leteckých spoločností. Zliatiny hliníka a skandia majú potenciál znížiť priame výrobné náklady a maximalizovať výrobnú a opravárenskú kapacitu.

Odpoveď: Scandium sa používa v zliatinách hliníka a skandia pre komponenty leteckého priemyslu a pre športové vybavenie, ako sú rámy bicyklov, rybárske prúty, golfové železné násady a bejzbalové pálky. Jodid skandia sa používa v ortuťových výbojkách, ktoré sa používajú na replikáciu slnečného svetla v štúdiách pre filmový a televízny priemysel.

Odpoveď: Tu sú niektoré potenciálne budúce pokroky v zliatine skandia:

● 3D tlač

Prášky zliatiny Sc-Al by sa mohli použiť na 3D tlač zložitých kovových štruktúr.

● Obrana

Zliatiny skandia a hliníka by mohli nahradiť pancier z vysokopevnostnej ocele vo vojenských platformách a zliatiny titánu pre letectvo a kozmonautiku v stíhačkách.

● Nízka hmotnosť

Zliatiny Scandium by mohli znížiť hmotnosť vozidiel, čo by mohlo zlepšiť spotrebu paliva.

● Palivové články s pevným oxidom

Scandium by sa mohlo použiť v palivových článkoch s pevným oxidom pre úžitkové a komerčné aplikácie.

Odpoveď: Áno, skandium môže byť legované inými kovmi za vzniku skandiových zliatin. Najbežnejšou zliatinou je zliatina hliník-skandium, často označovaná ako "zliatina skandia a hliníka" alebo jednoducho "zliatina skandia". Táto zliatina zvyčajne obsahuje malé percento skandia, často v rozsahu 0,1 % až 0,5 %. Pridanie skandia k hliníku môže zlepšiť určité vlastnosti zliatiny.

A: Scandium môže výrazne ovplyvniť štruktúru a vlastnosti hliníkových zliatin. Scandium môže:

● Zlepšite silu

Scandium môže spevniť hliník tromi spôsobmi:

● Zlepšite zvárateľnosť

Scandium môže znížiť praskanie za tepla vo zvaroch a zvýšiť pevnosť zvarov.

● Zlepšite odolnosť proti korózii

Scandium môže zlepšiť alebo stabilizovať ťažnosť materiálu.

● Zlepšite správanie pri únave

Scandium môže vytvárať superplastické zliatiny, ktoré sa môžu vytvárať pri rýchlostiach deformácie až 10−2 s−1.

Odpoveď: Áno, skandiové zliatiny sú plne recyklovateľné. Môžu sa kombinovať s inými zliatinami bez toho, aby znečisťovali recyklačné toky. Môže však byť ekonomickejšie oddeliť ich na základe hodnoty.