Ứng dụng bột scandium oxit Sc2O3

Ứng dụng của oxit scandium

Công thức hóa học của scandium oxit là Sc2O3. Tính chất: Chất rắn màu trắng. Với cấu trúc lập phương của đất hiếm sesquioxide. Mật độ 3,864. Điểm nóng chảy 2403oC 20oC. Không tan trong nước, tan trong axit nóng. Được điều chế bằng cách phân hủy nhiệt muối scandium. Nó có thể được sử dụng làm vật liệu bay hơi cho lớp phủ bán dẫn. Chế tạo tia laser rắn có bước sóng thay đổi, súng điện tử TV độ phân giải cao, đèn halogen kim loại, v.v.

Scandium oxit (Sc2O3) là một trong những sản phẩm scandium quan trọng nhất. Tính chất vật lý và hóa học của nó tương tự như các oxit đất hiếm (như La2O3, Y2O3 và Lu2O3, v.v.) nên phương pháp sản xuất được sử dụng trong sản xuất rất giống nhau. Sc2O3 có thể tạo ra Scandium kim loại (sc), các loại muối khác nhau (ScCl3,ScF3,ScI3,Sc2(C2O4)3, v.v.) và các hợp kim scandium khác nhau (dòng Al-Sc,Al-Zr-Sc). Các sản phẩm scandium này có giá trị kỹ thuật thực tế và hiệu quả kinh tế tốt.Sc2O3 đã được sử dụng rộng rãi trong hợp kim nhôm, nguồn sáng điện, laser, chất xúc tác, chất kích hoạt, gốm sứ, hàng không vũ trụ, v.v. vì đặc tính của nó. Hiện nay, tình trạng ứng dụng của Sc2O3 trong các lĩnh vực hợp kim, nguồn sáng điện, chất xúc tác, chất kích hoạt và gốm sứ ở Trung Quốc và thế giới sẽ được mô tả sau.

(1) ứng dụng của hợp kim

Hiện nay, hợp kim Al-Sc làm từ Sc và Al có ưu điểm là mật độ thấp (SC = 3,0g/cm3,Al = 2,7g/cm3, độ bền cao, độ cứng cao, độ dẻo tốt, khả năng chống ăn mòn mạnh và ổn định nhiệt, v.v ... Do đó, nó đã được ứng dụng tốt trong các bộ phận cấu trúc của tên lửa, hàng không vũ trụ, hàng không, ô tô và tàu thủy, và dần dần chuyển sang sử dụng dân dụng, chẳng hạn như tay cầm của các thiết bị thể thao (khúc côn cầu và bóng chày)Nó có đặc tính cường độ cao , độ cứng cao và trọng lượng nhẹ và có giá trị thực tế lớn.

Scandium chủ yếu đóng vai trò biến đổi và sàng lọc hạt trong hợp kim, dẫn đến hình thành loại Al3Sc pha mới với các đặc tính tuyệt vời. Hợp kim Al-Sc đã hình thành một loạt các dòng hợp kim, ví dụ, Nga đã đạt tới 17 loại dòng Al-Sc và Trung Quốc cũng có một số hợp kim (như Al-Mg-Sc-Zr và Al-Zn-Mg-Sc hợp kim). Các đặc tính của loại hợp kim này không thể được thay thế bằng các vật liệu khác, vì vậy theo quan điểm phát triển, tiềm năng và sự phát triển ứng dụng của nó là rất lớn và dự kiến ​​​​sẽ trở thành một ứng dụng lớn trong tương lai. Ví dụ, Nga đã công nghiệp hóa sản xuất và phát triển nhanh chóng các bộ phận kết cấu nhẹ, còn Trung Quốc đang tăng tốc nghiên cứu và ứng dụng, đặc biệt là trong lĩnh vực hàng không vũ trụ và hàng không.

(2) ứng dụng vật liệu nguồn sáng điện mới

Sc2O3 tinh khiết được chuyển đổi thành ScI3, sau đó được chế tạo thành vật liệu nguồn sáng điện thế hệ thứ ba mới với NaI, được xử lý thành đèn halogen scandium-natri để chiếu sáng (khoảng 0,1 mg ~ 10 mg vật liệu Sc2O3 ≥99% được sử dụng cho mỗi đèn Dưới tác dụng của điện áp cao, vạch quang phổ scandium có màu xanh lam và vạch quang phổ natri có màu vàng, hai màu này phối hợp với nhau để tạo ra ánh sáng gần với ánh sáng mặt trời. Ánh sáng có ưu điểm là cường độ cao. độ sáng, màu sắc ánh sáng tốt, tiết kiệm năng lượng, tuổi thọ cao và khả năng phá sương mù mạnh.

(3) Ứng dụng vật liệu laser

Gadolinium gallium scandium garnet (GGSG) có thể được điều chế bằng cách thêm Sc2O3 ≥ 99,9% tinh khiết vào GGG và thành phần của nó là loại Gd3Sc2Ga3O12. Công suất phát xạ của laser thế hệ thứ ba được tạo ra từ nó cao hơn 3,0 lần so với laser có cùng thể tích, đã đạt tới thiết bị laser công suất cao và thu nhỏ, tăng công suất đầu ra của dao động laser và cải thiện hiệu suất của laser . Khi chuẩn bị một tinh thể đơn, mỗi lần sạc là 3kg ~ 5kg và khoảng 1,0kg nguyên liệu thô có Sc2O3 ≥99,9% được thêm vào. Hiện nay, loại laser này được sử dụng rộng rãi trong công nghệ quân sự và dần dần được đẩy mạnh vào ngành công nghiệp dân sự. Từ góc độ phát triển, nó có tiềm năng lớn trong sử dụng quân sự và dân sự trong tương lai.

(4) ứng dụng vật liệu điện tử

Sc2O3 tinh khiết có thể được sử dụng làm chất kích hoạt cathode oxy hóa cho súng điện tử cathode của ống hình ảnh TV màu với hiệu quả tốt. Phun một lớp oxit Ba, Sr và Ca dày 1 mm lên cực âm của ống màu, sau đó phân tán một lớp Sc2O3 dày 0,1 mm lên trên. Ở cực âm của lớp oxit, Mg và Sr phản ứng với Ba, thúc đẩy quá trình khử Ba và các electron được giải phóng hoạt động mạnh hơn, giải phóng các electron có dòng điện lớn, làm cho phốt pho phát ra ánh sáng. So với cực âm không có lớp phủ Sc2O3 , nó có thể tăng mật độ dòng điện lên gấp 4 lần, giúp hình ảnh TV rõ hơn và kéo dài tuổi thọ của cực âm lên gấp 3 lần. Lượng Sc2O3 sử dụng cho mỗi cực âm phát triển 21 inch là 0,1mg. Hiện nay, cực âm này đã được sử dụng ở một số nước trên thế giới như Nhật Bản, có thể nâng cao khả năng cạnh tranh trên thị trường và thúc đẩy doanh số bán TV.