Scandiul

R: Scandium oferă putere transformatoare fără a fi nevoie de tratamente termice problematice și costisitoare. Mai exact, adaosurile de scandiu pot crește limita de curgere pe o serie 5000 la între 300Mpa și 450Mpa, în funcție de cantitatea de adăugare, menținând în același timp cifrele de alungire (ductilitate) de 12-15.

R: Compoziția chimică a aliajului principal aluminiu-scandiu este de 2% scandiu, iar soldul este de 99,7% aluminiu. Aliajul principal este utilizat pentru a adăuga scandiu la aliajele care conțin Al-Mg-Zr, care sunt utilizate sub formă de tablă și placă. Aceste foi și plăci sunt utilizate în principal de producătorii de avioane.

R: Scandiul elementar este considerat netoxic și s-au făcut puține teste pe animale ale compușilor de scandiu. Nivelurile dozei semiletale (DL50) pentru clorura de scandiu (III) pentru șobolani au fost determinate ca 4 mg/kg pentru administrare intraperitoneală și 755 mg/kg pentru administrare orală.

R: Utilizările majore ale scandiului sunt ca aditiv de aliaj pentru aliajele pe bază de aluminiu pentru articole sportive și în lămpile cu halogenuri metalice de mare intensitate.

R: Există două moduri comune prin care scandiul poate fi extras.

• Prima modalitate este extragerea acestuia ca produs secundar al decantarii fabricii de uraniu.
• A doua metodă prin care scandiul poate fi preparat este atunci când clorurile de scandiu topite, litiul și potasiul sunt electrolizate folosind electrozi de zinc topit și sârmă de wolfram.

R: Elementul Scandium are proprietăți vaste și utilizările sale au fost discutate. Unele dintre proprietăți se disting foarte mult de alte elemente și definesc diferitele scopuri și aplicații ale elementului scandiu. Mai multe cercetări se desfășoară în acest domeniu pentru a descoperi caracteristicile și aplicațiile recente ale scandiului.

Câteva proprietăți importante ale scandiului sunt că numărul de masă al acestui element este de 44,96 u. Scandiul aparține grupului 3, perioadei 4 și blocului d din tabelul periodic. Structura atomică a scandiului este formată din 21 de protoni și 24 de neutroni. Scandiul prezintă, de asemenea, proprietăți de electronegativitate, deoarece este un metal. Electronegativitatea scandiului este relativ mare, adică 1,36.

Scandiul se găsește în mod obișnuit pe Pământ în starea de oxidare +3. Elementul scandiu, în starea de oxidare, seamănă foarte mult cu alte metale rare de pe Pământ. Datorită razei sale ionice semnificativ mici, unele dintre comportamentul și caracteristicile scandiului sunt rare de la alte elemente pământești. Din același motiv, elementul scandiu, în forma sa ionică, este un acid relativ puternic și are și o tendință mai mare de a forma ten.

R: Scandiul este unul dintre elementele chimice, de asemenea un metal rar găsit pe pământ. În 1871, Dmitri Ivanovici Mendeleyev, un chimist rus, a prezis existența acestui element. Apoi a fost descoperit mai târziu de Lars Fredrik Nilson în 1879. Este reprezentat de simbolul „S”. În tabelul periodic, numărul atomic al scandiului este 21. Greutatea atomică, pe de altă parte, este de 44,965 g/mol. Pe pământ, scandiu sau „Sc” se găsește în mod obișnuit în Scandanavia. Apare în cantități mici în multe specii de minerale găsite pe pământ. Există mai multe proprietăți, precum și utilizări ale elementului scandiu.

Scandiul este, de asemenea, unul dintre elementele scumpe din cauza deficitului și a producției limitate. Prețul scandiului pur poate fi de aproximativ 7000 USD/kg chiar mai mare decât atât. Scandiul are și o mare abundență cosmică. De asemenea, este al douăzeci și treilea (al 23-lea) element cel mai abundent din soare.

Este un element care este considerat non-toxic. Deși, nu există cercetări ample în ceea ce privește problemele de sănătate și siguranță cu scandiu. Clorura de scandiu este un compus care poate avea o doză letală. Prin urmare, acest compus și alți compuși ai scandiului trebuie manipulați cu grijă, deoarece pot fi considerați pentru toxicitate moderată.

A: Efectele scandiului asupra mediului:

Scandiul este aruncat în mediu în multe locuri diferite, în principal de industriile producătoare de petrol. De asemenea, poate pătrunde în mediul înconjurător atunci când echipamentele casnice sunt aruncate. Scandiul se va acumula treptat în soluri și soluri de apă și acest lucru va duce în cele din urmă la creșterea concentrațiilor în oameni, animale și particule de sol.

La animalele de apă, scandiul provoacă leziuni ale membranelor celulare, ceea ce are mai multe influențe negative asupra reproducerii și asupra funcțiilor sistemului nervos.

A: Efectele scandiului asupra sănătății:

Scandiul nu are rol biologic. Doar urme ajung în lanțul trofic, așa că doza zilnică medie a unei persoane este mai mică de 0,1 microgram.

Scadiumul nu este toxic, deși au existat sugestii că unii dintre compușii săi ar putea fi cancerogeni.

Scandiul este mai ales periculos în mediul de lucru, datorită faptului că umezeala și gazele pot fi inhalate cu aer. Acest lucru poate provoca embolii pulmonare, în special în timpul expunerii pe termen lung. Scandiul poate fi o amenințare pentru ficat atunci când se acumulează în corpul uman.

R: Scandiul este distribuit slab și apare în urme în multe minerale. Mineralele rare din Scandinavia și Madagascar, cum ar fi thortveititul, euxenita și gadolinitul sunt singurele surse concentrate cunoscute ale acestui element. Thortveitita poate conține până la 45% scandiu sub formă de oxid de scandiu.

R: Scandiul-44 este un izotop medical promițător pentru imagistica tomografiei cu emisie de pozitroni (PET). PET permite medicilor să măsoare activitatea celulelor din organism pentru a ajuta la identificarea cancerului, bolilor de inimă și a altor afecțiuni. Scandiul-44 poate fi produs prin dezintegrarea radioactivă a titanului-44. Deoarece se descompune mult mai lent decât scandiul-44, același lot de titan-44 poate produce suficient scandiu-44 pentru mulți ani de scanări PET. Provocarea este de a separa în mod fiabil scandiul-44 de titan-44 în spitale. Acum cercetătorii au o nouă soluție. Ei au folosit o moleculă organică numită hidroxamat pentru a imobiliza titanul-44 pe o rășină. Apoi, au trecut prin rășină un lichid menit să elimine doar scandiul-44. Acest proces poate fi repetat pe măsură ce se produce mai mult scandiu-44 în fiecare zi.

R: Scandiul poate fi găsit într-o serie de produse alimentare, cum ar fi alunele, alunele comune, nucile de cocos și nucile de caju, ceea ce face ca scandiul să fie un potențial biomarker pentru consumul acestor produse alimentare.

R: Printr-un proces de microaliere, scandiul poate ajuta la creșterea rezistenței și sudabilității unei structuri de avion din aluminiu, generând în același timp economii semnificative de combustibil pentru operatorii de linii aeriene. Aliajele de aluminiu-scandiu au potențialul de a reduce costurile directe de producție și de a maximiza capacitatea de producție și reparare.

R: Scandiul este utilizat în aliajele de aluminiu-scandiu pentru componentele industriei aerospațiale și pentru echipamente sportive, cum ar fi cadre de biciclete, undițe de pescuit, arbori de fier de golf și bâte de baseball. Iodura de scandiu este folosită în lămpile cu vapori de mercur, care sunt folosite pentru a reproduce lumina soarelui în studiourile pentru industria de film și televiziune.

R: Iată câteva posibile progrese viitoare în aliajul cu scandiu:

● Imprimare 3D

Pulberile de aliaj Sc-Al ar putea fi folosite pentru a imprima 3D structuri metalice complexe.

● Apărare

Aliajele de scandiu-aluminiu ar putea înlocui armura de oțel de înaltă rezistență în platformele militare și aliajele de titan de calitate aerospațială în avioanele de luptă.

● Cu greutate redusă

Aliajele cu scandiu ar putea reduce greutatea vehiculelor, ceea ce ar putea îmbunătăți economia de combustibil.

● Pile de combustie cu oxid solid

Scandiul ar putea fi utilizat în celulele de combustie cu oxid solid pentru aplicații la scară comercială și de utilități.

R: Da, scandiul poate fi aliat cu alte metale pentru a forma aliaje de scandiu. Cel mai comun aliaj este aliajul aluminiu-scandiu, adesea denumit „aliaj de scandiu-aluminiu” sau pur și simplu „aliaj de scandiu”. Acest aliaj conține de obicei un procent mic de scandiu, adesea în intervalul 0,1% până la 0,5%. Adăugarea de scandiu la aluminiu poate îmbunătăți anumite proprietăți ale aliajului.

R: Scandiul poate afecta semnificativ structura și proprietățile aliajelor de aluminiu. Scandium poate:

● Îmbunătățiți forța

Scandiul poate întări aluminiul în trei moduri:

● Îmbunătățirea sudabilității

Scandiul poate reduce fisurarea la cald în suduri și poate crește rezistența sudurilor.

● Îmbunătățiți rezistența la coroziune

Scandiul poate îmbunătăți sau stabiliza ductilitatea materialului.

● Îmbunătățirea comportamentului la oboseală

Scandiul poate crea aliaje superplastice care se pot forma la viteze de deformare de până la 10− 2 s− 1.

R: Da, aliajele de scandiu sunt complet reciclabile. Ele pot fi combinate cu alte aliaje fără a polua fluxurile de reciclare. Cu toate acestea, poate fi mai economic să le segregați în funcție de valoare.