Aliaj de scandiu

A:

• Scandiul (simbol chimic Sc ​​și numărul atomic 21) este un metal de tranziție cu lumină alb-argintiu. Este clasificat ca un element de pământuri rare.
• Principalele sale proprietăți sunt greutatea sa ușoară, punctul de topire ridicat și raza ionică mică. Scandiul este doar al 50-lea cel mai comun element de pe Pământ, dar este al 23-lea cel mai comun element din Soare.
• Datorită dimensiunii mici a ionilor săi, nu se combină selectiv cu anionii obișnuiți care formează minereu și rareori formează concentrații mai mari de 100 ppm în natură.
• Scandiul este utilizat în principal, la grade de {{0}},1 până la 0,5%, în aliaje de aluminiu pentru aplicații aerospațiale și sportive, inclusiv cadre de biciclete, rachete de tenis și bâte de baseball.
• Motivul principal pentru a adăuga scandiu este că adaugă puteri ca niciun alt element aliajelor ușoare de aluminiu. Mai precis, datorită rafinamentului său fin, aliajele de scandiu reduc fisurarea la cald în suduri, măresc rezistența sudurilor și oferă un comportament mai bun la oboseală.
• Se mai foloseste si in lămpile cu halogen sub formă de iodură de scandiu pentru a obține o lumină apropiată de cea a luminii naturale a soarelui.
• Scandiumul are două utilizări finale potențiale foarte importante, în special în Europa: pile de combustie cu oxid solid pentru stocarea energiei și aliaje Sc-Al în sectoarele aerospațiale și auto.

A:

• Producătorii mondiali de scandiu sunt China 66%, Rusia 23%, Ucraina 7% și Kazahstanul 1%.
• Furnizarea globală de scandiu provine din surse primare, cum ar fi minereu, și surse secundare din producția minieră, cum ar fi concentrate, zguri metalurgice și reziduuri.
• Scandiul este produs de obicei ca coprodus sau subprodus în timpul procesării diferitelor minereuri (de exemplu, minereu de fier, REE, titan, zirconiu, uraniu, toriu, aluminiu, wolfram, staniu, tantal, apatit, nichel și cobalt) și/ sau recuperate din steril și reziduuri prelucrate anterior (USGS 2021 și 2022).

A:

• Scandiul nu este tranzacționat la nicio bursă de metale, deoarece produsele de scandiu sunt vândute între părți private la prețuri nedezvăluite.
• 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) din producția anuală globală China este cel mai mare producător de Sc. Alți producători Rusia (1-2 t/an) și Filipine (cca. 1 t/an) (DERA, 2021).

R: Scandiul, ca și alte metale aliate cu aluminiu, conferă rezistență și proprietăți dezirabile aluminiului și face acest lucru într-o oarecare măsură pentru fiecare dintre cele opt familii de aliaje (Seria). Adăugările de scandiu generează rezistență prin promovarea unei structuri de cereale mai mici și egale în aliaje în timpul solidificării. Scandiumul prezintă un răspuns de rezistență mai bun în unele familii de aliaje decât în ​​altele, dar aproape întotdeauna cu adaosuri destul de mici – între 0,1% și 0,45% Sc.

R: Scandium oferă putere de transformare 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 adaos, menținând în același timp cifrele de alungire (ductilitate) de 12-15.

A: Efectele scandiului asupra sănătății:

Scandiul nu are rol biologic. Doar urme ajung în lanțul alimentar, astfel încât 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.

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.

R: Aliajele de aluminiu cu scandiu sunt o combinație câștigătoare de scandiu și aluminiu. Adăugarea de scandiu la aluminiu limitează creșterea excesivă a granulelor care are loc în zona afectată de căldură a componentelor sudate din aluminiu.

A: Aluminiu Magneziu Scandiu are o sudabilitate bună, o toleranță excelentă la deteriorare, o rezistență bună la coroziune, formabilitate la fluaj. Aliajul Aleris AlMgSc AA5024 H116 permite simplificarea procesului de fabricație a componentelor fuselajului aeronavei. Cu AA5024 H116 AlMgSc, componentele fuselajului aeronavei armate cu stringer pot fi fie sudate cu fascicul laser (LBW) fie sudate prin frecare cu agitare (FSW) atunci când piesele individuale sunt încă plate, fără nici un tratament prealabil. Curbura simplă sau dublă a părții fuselajului necesară pentru corpul aeronavei este realizată prin formarea de fluaj la temperatură ridicată.

Recomandat pentru utilizare ca folie de fuzelaj cu rezistență medie, dar toleranță la deteriorare și proprietăți la coroziune excelente și poate înlocui aliajele 2xxx utilizate în mod tradițional chiar și ca soluție de pisare.

R: Unele dezavantaje ale aliajelor de aluminiu-litiu includ:

• Ductilitate redusă
• Duritate redusă la fractură
• Anizotropia proprietăților în plan
• Nevoia de lucru la rece pentru a atinge proprietățile de vârf
• Rate accelerate de extindere a fisurilor de oboseală

R: Aliajele Al-Li sunt mai ușoare și au o rezistență ridicată la tracțiune și la curgere în comparație cu aliajele convenționale de aluminiu de înaltă rezistență. Sunt rezistente la propagarea fisurilor de oboseală; cu toate acestea, rezistența lor la coroziune trebuie încă îmbunătățită.