酸化スカンジウムSc2O3粉末の応用

酸化スカンジウムの応用

酸化スカンジウムの化学式は Sc2O3 です。特性: 白色固体。希土類三二酸化物の立方体構造を持っています。密度3.864。融点2403℃20℃。水に不溶、熱酸に可溶。スカンジウム塩の熱分解によって製造されます。半導体コーティング用の蒸着材料として使用できます。波長可変固体レーザー、ハイビジョンTV用電子銃、メタルハライドランプなどを製作します。

酸化スカンジウム (Sc2O3) は、最も重要なスカンジウム製品の 1 つです。その物理的および化学的特性は希土類酸化物（La2O3、Y2O3、Lu2O3など）と類似しているため、製造に使用される製造方法は非常に似ています。Sc2O3 は金属スカンジウム (sc)、さまざまな塩 (ScCl3、ScF3、ScI3、Sc2(C2O4)3 など)、およびさまざまなスカンジウム合金 (Al-Sc、Al-Zr-Sc シリーズ) を生成します。これらのスカンジウム製品は実用的な技術的価値と優れた経済効果を持っています。Sc2O3はその特性により、アルミニウム合金、電気光源、レーザー、触媒、活性化剤、セラミックス、航空宇宙などに広く使用されています。現在、中国および世界における合金、光源、触媒、活性剤、セラミックス分野における Sc2O3 の応用状況については後述する。

(1) 合金の応用

現在、Sc と Al で作られた Al-Sc 合金は、低密度 (SC = 3.0g/cm3、Al = 2.7g/cm3)、高強度、高硬度、優れた可塑性、強い耐食性、熱安定性という利点を持っています。そのため、ミサイル、航空宇宙、航空、自動車、船舶の構造部品によく利用されており、徐々にスポーツ器具（ホッケーや野球）のハンドルなどの民生用にも転用されており、強度が高いという特徴を持っています。 、高剛性かつ軽量で実用価値が非常に高いです。

スカンジウムは主に合金の改質と結晶粒微細化の役割を果たし、優れた特性を備えた新しい相 Al3Sc タイプの形成につながります。Al-Sc合金は一連の合金シリーズを形成しており、例えばロシアでは17種類のAl-Scシリーズに達しており、中国にもいくつかの合金（Al-Mg-Sc-ZrやAl-Zn-Mg-Scなど）があります。合金）。この種の合金の特性は他の材料で置き換えることができないため、開発の観点からその用途開発と可能性は大きく、将来的に大きな用途になることが期待されています。例えば、ロシアは軽構造部品の工業化と急速な発展を遂げており、中国は特に航空宇宙や航空分野での研究と応用を加速している。

(2) 新しい電気光源材料の応用

純粋なSc2O3をScI3に変換し、NaIを加えて新しい第3世代の光源材料を作り、照明用のスカンジウムナトリウムハロゲンランプに加工しました（各ランプには約0.1mg〜10mgのSc2O3≧99％の材料が使用されました）高電圧の作用下では、スカンジウムのスペクトル線は青、ナトリウムのスペクトル線は黄色であり、2つの色が協力して太陽光に近い光を生成します。この光には、高輝度、良好な光色、省エネ、長寿命、強力な霧遮断力。

(3) レーザー材料の応用

ガドリニウム ガリウム スカンジウム ガーネット (GGSG) は、GGG に 99.9% 以上の純粋な Sc2O3 を添加することによって調製でき、その組成は Gd3Sc2Ga3O12 タイプです。これで作られた第3世代レーザーの発光出力は、同体積のレーザーの3.0倍に達し、レーザー装置の高出力化と小型化を達成し、レーザー発振の出力が増大し、レーザーの性能が向上しました。 。単結晶を作製する場合、1回の仕込み量は3kg〜5kgで、Sc2O3≧99.9%の原料を約1.0kg添加します。現在、この種のレーザーは軍事技術で広く使用されており、徐々に民間産業にも普及しています。開発の観点からは、将来的には軍事および民間での利用に大きな可能性を秘めています。

(4) 電子材料の応用

純粋な Sc2O3 は、カラー TV 受像管の陰極電子銃の酸化陰極活性剤として良好な効果を発揮します。カラー管の陰極に Ba、Sr、Ca の酸化物の層を 1 ミリメートルの厚さでスプレーし、その上に Sc2O3 の層を 0.1 ミリメートルの厚さで分散させます。酸化層の陰極では、MgとSrがBaと反応してBaの還元が促進され、放出された電子がより活性化して大電流の電子を放出し、蛍光体が発光します。 Sc2O3コーティングのない陰極と比較、電流密度を4倍に増加させ、テレビの画像をより鮮明にし、陰極の寿命を3倍に延ばすことができます。21 インチの現像陰極ごとに使用される Sc2O3 の量は 0.1mg です。現在、この陰極は日本など世界の一部の国で使用されており、市場競争力を向上させ、テレビの販売を促進することができます。