בן האור בין מתכות אדמה נדירות - סקנדיום

סקנדיוםהוא יסוד כימי עם סמל היסודScומספר אטומי 21. היסוד הוא מתכת מעבר רכה, כסוף-לבן, המעורבבת לעתים קרובות עםגדוליניום, ארביוםוכו' התפוקה קטנה מאוד, ותכולתה בקרום כדור הארץ היא כ-0.0005%.

1. המסתורין שלסקנדיוםאֵלֵמֶנט

נקודת ההיתוך שלסקנדיוםהוא 1541 ℃, נקודת הרתיחה היא 2836 ℃, והצפיפות היא 2.985 גרם/ס"מ³. סקנדיום היא מתכת קלה, כסוף-לבנה, שהיא גם מאוד תגובתית מבחינה כימית ויכולה להגיב עם מים חמים ליצירת מימן. לכן, סקנדיום המתכת שרואים בתמונה אטום בבקבוק ומוגן בגז ארגון. אחרת, הסקנדיום ייצור במהירות שכבת תחמוצת צהובה או אפורה כהה ויאבד את הברק המתכתי המבריק שלה.    

2. שימושים עיקריים בסקנדיום

השימושים בסקנדיום (כחומר העבודה העיקרי, לא לסימום) מרוכזים לכיוונים בהירים מאוד, ואין זה מוגזם לקרוא לו בן האור.

1). מנורת נתרן סקנדיום יכולה לשמש כדי להביא אור לאלפי משקי בית. זהו מקור אור חשמלי מתכת הליד: הנורה מלאה בנתרן יודיד וסקנדיום יודיד, ומוסיפים סקנדיום ורדיד נתרן בו זמנית. במהלך פריקת מתח גבוה, יוני סקנדיום ויוני נתרן פולטים אור בהתאמה עם אורכי הגל האופייניים להם. הקווים הספקטרליים של נתרן הם שתי קרניים צהובות מפורסמות ב-589.0 ו-589.6 ננומטר, בעוד שהקווים הספקטרליים של סקנדיום הם סדרה של פליטות אור כמעט אולטרה סגול וכחול מ-361.3 עד 424.7 ננומטר. מכיוון שהם צבעים משלימים, צבע האור הכולל שנוצר הוא אור לבן. בדיוק בגלל שלמנורת נתרן סקנדיום יש את המאפיינים של יעילות אור גבוהה, צבע אור טוב, חיסכון באנרגיה, חיי שירות ארוכים ויכולת שבירת ערפל חזקה, ניתן להשתמש בה באופן נרחב במצלמות טלוויזיה וכיכרות, אצטדיונים ותאורת כביש, ונקרא דור שלישי. מקור אור. בסין, סוג זה של מנורה מקודם בהדרגה כטכנולוגיה חדשה, אך בחלק מהמדינות המפותחות, סוג זה של מנורה היה בשימוש נרחב כבר בתחילת שנות השמונים.

2). תאים פוטו-וולטאיים סולאריים יכולים לאסוף את האור המפוזר על הקרקע ולהפוך אותו לחשמל שמניע את החברה האנושית. סקנדיום היא מתכת המחסום הטובה ביותר בתאי סיליקון פוטו-וולטאיים מתכת-מבודד-מוליכים למחצה ובתאים סולאריים

3). מקור קרני גמא, נשק הקסם הזה יכול לפלוט אור גדול בעצמו, אבל סוג זה של אור לא יכול להתקבל בעינינו הבלתי מזוינות. זוהי זרימת פוטון בעלת אנרגיה גבוהה. מה שאנחנו בדרך כלל מפיקים ממינרלים הוא 45Sc, שהוא האיזוטופ הטבעי היחיד של סקנדיום. לכל גרעין 45Sc יש 21 פרוטונים ו-24 נויטרונים. אם נשים סקנדיום בכור גרעיני וניתן לו לספוג קרינת נויטרונים, בדיוק כמו לשים קוף בכבשן האלכימיה של טאישאנג לאוג'ון למשך 7,749 ימים, יוולד 46Sc עם נויטרון אחד נוסף בגרעין. 46Sc, איזוטופ רדיואקטיבי מלאכותי, יכול לשמש כמקור קרני גמא או אטום נותב, וניתן להשתמש בו גם לטיפול בהקרנות של גידולים ממאירים. ישנם אינספור שימושים כגון לייזרים נופך איטריום-גליום-סקנדיום, סיבים אופטיים אינפרא-אדומים מזכוכית סקנדיום פלואוריד, וצינורות קרניים קתודיות מצופים סקנדיום במכשירי טלוויזיה. נראה שסקנדיום נועד להיות בהיר.

3、 תרכובות נפוצות של סקנדיום    1). גביש טרביום סקנדאט (TbScO3) - בעל התאמת סריג טובה עם מוליכים של מבנה פרובסקיט, והוא חומר מצע דק פרו-אלקטרי מעולה

2).סגסוגת סקנדיום אלומיניום- ראשית, מדובר בסגסוגת אלומיניום בעלת ביצועים גבוהים. ישנן מספר דרכים לשפר את הביצועים של סגסוגות אלומיניום. ביניהם, מיקרוסגסוגת וחיזוק והקשחה היו חזית המחקר של סגסוגות אלומיניום בעלות ביצועים גבוהים ב-20 השנים האחרונות. בבניית ספינות, תעופה וחלל סיכויי היישום במגזרי היי-טק כמו תעשייה, טילי רקטות ואנרגיה גרעינית הם רחבים מאוד.

3).תחמוצת סקנדיום- סקנדיום אוקסיד הוא בעל תכונות פיסיקליות וכימיות מצוינות, ולכן יש לה מגוון רחב של יישומים בתחום מדעי החומרים. ראשית, סקנדיום אוקסיד יכול לשמש כתוסף בחומרים קרמיים, מה שיכול לשפר את הקשיות, החוזק ועמידות הבלאי של קרמיקה, מה שהופך אותם לעמידות יותר. בנוסף, סקנדיום אוקסיד יכול לשמש גם להכנת חומרים מוליכים בטמפרטורה גבוהה. חומרים אלו מציגים מוליכות חשמלית טובה בטמפרטורות נמוכות ובעלי פוטנציאל יישום גדול.