Industria iluminatului
Interesant este că utilizarea scandiului (ca principal material de lucru, nu pentru dopaj) se concentrează pe direcția strălucitoare, așa că nu este prea mult să-l numim Fiul Luminii.
Prima armă magică a scandiului se numește lampă cu scandiu cu sodiu, care poate fi folosită pentru a aduce lumină în mii de gospodării. Aceasta este o sursă de lumină electrică cu halogenuri metalice: becul este umplut cu iodură de sodiu și iodură de scandiu și se adaugă în același timp folie de scandiu și sodiu. În timpul descărcării de înaltă tensiune, ionii de scandiu și, respectiv, ionii de sodiu emit lumină cu lungimile de undă caracteristice de emisie. Liniile spectrale ale sodiului sunt 589.0 și 589.6 nm, două lumini galbene celebre, în timp ce liniile spectrale ale scandiului sunt 361.3~424.7 nm, o serie de emisii de lumină aproape ultravioletă și albastră. Deoarece se completează reciproc, culoarea generală a luminii generată este lumina albă. Tocmai pentru că lampa cu scandiu cu sodiu are caracteristicile de eficiență luminoasă ridicată, culoare bună a luminii, economie de energie, durată lungă de viață și capacitate puternică de spargere a ceții, poate fi utilizată pe scară largă în camerele de televiziune și iluminatul pătrat, stadion și drum, și este numit a treia generație de sursă de lumină. În China, acest tip de lampă este promovat treptat ca o nouă tehnologie, în timp ce în unele țări dezvoltate, acest tip de lampă a fost utilizat pe scară largă încă de la începutul anilor 1980.
A doua armă magică a scandiului sunt celulele solare fotovoltaice, care pot colecta lumina împrăștiată pe pământ și o pot transforma în electricitate pentru a promova societatea umană. Scandiumul este cel mai bun metal de barieră din fotocelulele de siliciu cu semiconductor izolator metalic și celulele solare.
A treia sa armă magică se numește sursă de raze, această armă magică poate străluci de la sine, dar acest tip de lumină nu poate fi primită cu ochiul liber, este un flux de fotoni de înaltă energie. De obicei, extragem 45Sc din minerale, care este singurul izotop natural al scandiului. Fiecare nucleu de 45Sc conține 21 de protoni și 24 de neutroni. Dacă punem scandiu în reactorul nuclear ca și cum am pune maimuțe în cuptorul de alchimie al Lordului Suprem Lao Tzu timp de șaptezeci și șapte de patruzeci și nouă de zile și le lăsăm să absoarbă radiația neutronică, se va naște 46Sc din încă un neutron în nucleul atomic. 46Sc, un radioizotop artificial, poate fi folosit ca surse de radiații sau atomi trasori pot fi utilizați și pentru radioterapia tumorilor maligne. Există, de asemenea, aplicații precum laserul granat cu ytriu galiu scandiu, fibra optică infraroșu din sticlă cu fluorură de scandiu și tubul catodic acoperit cu scandiu la televizor. Se pare că scandiul s-a născut cu lumină.
Industria aliajelor
Scandiul sub formă de substanță simplă a fost utilizat pe scară largă în dopajul aliajelor de aluminiu. Atâta timp cât câteva miimi de scandiu sunt adăugate la aluminiu, se va forma o nouă fază Al3Sc, care va juca un rol în modificarea aliajului de aluminiu și va face ca structura și proprietățile aliajului să se schimbe semnificativ. Adăugarea de 0,2 procente ~0,4 procente Sc (care este într-adevăr aceeași cu proporția de sare pentru gătit acasă, doar puțin) poate crește temperatura de recristalizare a aliajului cu 150~ 200 de grade și îmbunătățește semnificativ rezistența la temperatură ridicată, stabilitatea structurală, performanța de sudare și rezistența la coroziune și poate evita fenomenul de fragilizare care este ușor să apară în timpul lucrului pe termen lung la temperaturi ridicate. Aliaj de aluminiu de înaltă rezistență și tenacitate ridicată, noul aliaj de aluminiu sudabil rezistent la coroziune de înaltă rezistență, noul aliaj de aluminiu la temperatură înaltă, aliaj de aluminiu rezistent la iradiere cu neutroni de înaltă rezistență etc., au perspective de dezvoltare foarte atractive în domeniul aerospațial, aviație, nave, reactoare nucleare, vehicule ușoare și trenuri de mare viteză.
Scandiul este, de asemenea, un excelent modificator al fierului. O cantitate mică de scandiu poate îmbunătăți semnificativ rezistența și duritatea fontei. În plus, scandiul poate fi folosit și ca aditiv pentru aliajele de tungsten și crom la temperatură înaltă. Desigur, pe lângă realizarea de haine de nuntă pentru alții, deoarece scandiul are un punct de topire ridicat și densitatea sa este apropiată de cea a aluminiului, este folosit și în aliaje ușoare cu punct de topire ridicat, cum ar fi aliajul de scandiu titan și aliajul de scandiu de magneziu. Dar, din cauza prețului ridicat, este utilizat în general numai în industriile de producție de ultimă generație, cum ar fi navetele spațiale și rachetele.
material ceramic
Scandiul, o substanță simplă, este utilizat în general în aliaje, iar oxizii de scandiu joacă un rol important în materialele ceramice. De exemplu, materialele ceramice din zirconiu tetragonal, care pot fi folosite ca materiale pentru electrozi pentru celulele de combustie cu oxid solid, au o proprietate foarte specială. Conductivitatea acestui electrolit va crește odată cu creșterea temperaturii și a concentrației de oxigen din mediu. Cu toate acestea, structura cristalină a acestui material ceramic în sine nu poate exista stabil și nu are valoare industrială; Pentru a menține proprietățile originale, unele materiale care pot fixa această structură trebuie dopate în ea. Adăugarea de 6 ~ 10% oxid de scandiu este ca o structură de beton, astfel încât zirconia poate fi stabilizată pe o rețea pătrată.
Există, de asemenea, materiale ceramice de inginerie, cum ar fi nitrura de siliciu, cu rezistență ridicată și rezistență la temperaturi ridicate ca densificator și stabilizator.
Oxidul de scandiu, ca densificator, poate forma o fază refractară Sc2Si2O7 la marginea particulelor fine, reducând astfel deformarea la temperatură ridicată a ceramicii de inginerie. În comparație cu alți oxizi, oxidul de scandiu poate îmbunătăți mai bine proprietățile mecanice la temperatură înaltă ale nitrurii de siliciu.
Chimie catalitică
În inginerie chimică, scandiul este adesea folosit ca catalizator. Sc2O3 poate fi utilizat pentru deshidratarea și dezoxidarea etanolului sau izopropanolului, descompunerea acidului acetic și producerea de etilenă din CO și H2. Catalizatorul Pt Al care conține Sc2O3 este un catalizator important pentru procesul de purificare și rafinare a petrolului greu din industria petrochimică. În cracarea catalitică a cumenului, de exemplu, activitatea catalizatorului zeolit Sc-Y este de 1000 de ori mai mare decât cea a catalizatorului silicat de aluminiu; În comparație cu unii catalizatori tradiționali, perspectiva de dezvoltare a catalizatorului cu scandiu va fi foarte luminoasă.
Industria energiei nucleare
Adăugarea unei cantități mici de Sc2O3 la UO2 în combustibilul nuclear al reactorului la temperatură înaltă poate evita transformarea rețelei, creșterea volumului și fisurile datorate conversiei UO2 în U3O8.
celule de combustibil
În mod similar, adăugarea a 2,5% ~ 25% scandiu în bateria cu nichel alcalin va crește durata de viață.
Creșterea agricolă
În agricultură, semințele de porumb, sfeclă, mazăre, grâu, floarea soarelui și altele pot fi tratate cu sulfat de scandiu (concentrația este în general de 10-3~10-8mol/L, diferitele plante vor fi diferite), iar efectul efectiv de promovare a germinării a fost atins. După 8 ore, greutatea uscată a rădăcinilor și mugurilor a crescut cu 37 la sută și, respectiv, 78 la sută în comparație cu răsadurile, dar mecanismul este încă în studiu.
