Применение оксида скандия
Химическая формула оксида скандия: Sc2O3. Свойства: Белое твердое вещество. С кубической структурой полуторного оксида редкоземельного элемента. Плотность 3,864. Температура плавления 2403℃ 20℃. Нерастворим в воде, растворим в горячей кислоте. Получают термическим разложением соли скандия. Его можно использовать в качестве испаряющегося материала для полупроводникового покрытия. Изготовьте твердотельный лазер с переменной длиной волны, электронную телевизионную пушку высокого разрешения, металлогалогенную лампу и т. д.
Оксид скандия (Sc2O3) является одним из наиболее важных продуктов скандия. Его физические и химические свойства аналогичны свойствам оксидов редкоземельных элементов (таких как La2O3, Y2O3 и Lu2O3 и др.), поэтому методы получения, используемые в производстве, очень схожи. Из Sc2O3 можно получить металлический скандий (sc), различные соли (ScCl3, ScF3, ScI3, Sc2(C2O4)3 и др.) и различные сплавы скандия (серии Al-Sc, Al-Zr-Sc). Эти скандиевые продукты имеют практическую техническую ценность и хороший экономический эффект. Благодаря своим характеристикам Sc2O3 широко используется в алюминиевых сплавах, источниках электрического света, лазерах, катализаторах, активаторах, керамике, аэрокосмической промышленности и т. д. В настоящее время статус применения Sc2O3 в области сплавов, источников электрического света, катализаторов, активаторов и керамики в Китае и мире будет описан позже.
(1) применение сплава
В настоящее время сплав Al-Sc, изготовленный из Sc и Al, обладает преимуществами низкой плотности (SC = 3,0 г/см3, Al = 2,7 г/см3), высокой прочности, высокой твердости, хорошей пластичности, сильной коррозионной стойкости и термической стабильности. и т. д. Таким образом, он хорошо применяется в конструктивных частях ракет, аэрокосмической, авиации, автомобилей и кораблей и постепенно перешел к гражданскому использованию, например, в ручках спортивных устройств (хоккей и бейсбол). Он имеет характеристики высокая прочность, высокая жесткость и легкий вес, а также имеет большое практическое значение.
Скандий в основном играет роль модификации и измельчения зерен в сплаве, что приводит к образованию новой фазы типа Al3Sc с превосходными свойствами. Сплав Al-Sc сформировал серию серий сплавов, например, Россия достигла 17 видов серии Al-Sc, а в Китае также есть несколько сплавов (таких как Al-Mg-Sc-Zr и Al-Zn-Mg-Sc). сплав). Характеристики этого вида сплава не могут быть заменены другими материалами, поэтому с точки зрения разработки его применение и потенциал велики, и ожидается, что в будущем он станет широко распространенным применением. Например, в России индустриализировано производство и быстро развито производство легких конструктивных деталей, а Китай ускоряет свои исследования и применение, особенно в аэрокосмической и авиационной отраслях.
(2) применение новых материалов для источников электрического света
Чистый Sc2O3 был преобразован в ScI3, а затем превращен в новый материал источника электрического света третьего поколения с NaI, который был переработан в скандиево-натриевую галогенную лампу для освещения (для каждой лампы использовалось около 0,1 мг ~ 10 мг материала Sc2O3≥99%). Под действием высокого напряжения спектральная линия скандия становится синей, а спектральная линия натрия — желтой, и эти два цвета взаимодействуют друг с другом, создавая свет, близкий к солнечному. Свет имеет такие преимущества, как высокая яркость, хороший цвет света, энергосбережение, длительный срок службы и сильная противотуманная способность.
(3) Применение лазерных материалов
Гадолиний-галлий-скандиевый гранат (GGSG) можно получить добавлением чистого Sc2O3≥ 99,9% к GGG, и его состав относится к типу Gd3Sc2Ga3O12. Мощность излучения лазера третьего поколения, изготовленного из него, в 3,0 раза выше, чем у лазера того же объема, что позволило достичь высокой мощности и миниатюризации лазерного устройства, увеличить выходную мощность лазерных колебаний и улучшить характеристики лазера. . При приготовлении монокристалла каждая загрузка составляет 3–5 кг, добавляется около 1,0 кг сырья с содержанием Sc2O3≥99,9%. В настоящее время этот вид лазера широко используется в военной технике, а также постепенно внедряется в гражданскую промышленность. С точки зрения развития он имеет большой потенциал для военного и гражданского использования в будущем.
(4) применение электронных материалов
Чистый Sc2O3 можно использовать в качестве активатора катода окисления для катодной электронной пушки кинескопа цветного телевизора с хорошим эффектом. Напылите на катод цветной трубки слой оксидов Ba, Sr и Ca толщиной один миллиметр, а затем диспергируйте на нем слой Sc2O3 толщиной 0,1 миллиметра. В катоде оксидного слоя Mg и Sr реагируют с Ba, что способствует восстановлению Ba, и высвобождающиеся электроны более активны, отдавая электроны большого тока, что заставляет люминофор излучать свет. По сравнению с катодом без покрытия Sc2O3 , позволяет увеличить плотность тока в 4 раза, сделать телевизионное изображение более четким и продлить срок службы катода в 3 раза. Количество Sc2O3, используемое для каждого 21-дюймового проявочного катода, составляет 0,1 мг. В настоящее время этот катод используется в некоторых странах мира, таких как Япония, что может повысить конкурентоспособность рынка и способствовать продажам телевизоров.
Время публикации: 10 августа 2021 г.