Beleuchtungsindustrie
Interessanterweise konzentriert sich die Verwendung von Scandium (als Hauptarbeitsmaterial, nicht zum Dotieren) auf die helle Richtung, daher ist es nicht zu viel, es den Sohn des Lichts zu nennen.
Die erste magische Waffe des Scandiums heißt Scandium-Natriumlampe, die verwendet werden kann, um Licht in Tausende von Haushalten zu bringen. Dies ist eine elektrische Lichtquelle mit Metallhalogenid: Die Glühbirne ist mit Natriumjodid und Scandiumjodid gefüllt, und gleichzeitig werden Scandium und Natriumfolie hinzugefügt. Während der Hochspannungsentladung emittieren Scandium-Ionen bzw. Natrium-Ionen Licht ihrer charakteristischen Emissionswellenlänge. Die Spektrallinien von Natrium sind 589,0 und 589,6 nm, zwei berühmte gelbe Lichter, während die Spektrallinien von Scandium 361,3~424,7 nm sind, eine Reihe von nahen ultravioletten und blauen Lichtemissionen. Da sie sich gegenseitig ergänzen, ist die erzeugte Lichtfarbe insgesamt weißes Licht. Gerade weil die Scandium-Natriumlampe die Eigenschaften hoher Lichtausbeute, guter Lichtfarbe, Energieeinsparung, langer Lebensdauer und starker Nebelbrechfähigkeit aufweist, kann sie in großem Umfang in Fernsehkameras und Platz-, Stadion- und Straßenbeleuchtung eingesetzt werden und heißt die Lichtquelle der dritten Generation. In China wird diese Art von Lampe nach und nach als neue Technologie gefördert, während diese Art von Lampe in einigen entwickelten Ländern bereits in den frühen 1980er Jahren weit verbreitet war.
Die zweite Wunderwaffe von Scandium sind photovoltaische Solarzellen, die das auf dem Boden gestreute Licht sammeln und in Elektrizität umwandeln können, um die menschliche Gesellschaft zu fördern. Scandium ist das beste Barrieremetall in Metallisolator-Halbleiter-Silizium-Fotozellen und Solarzellen.
Seine dritte magische Waffe heißt Strahlenquelle, diese magische Waffe kann von selbst hell leuchten, aber diese Art von Licht kann nicht mit bloßem Auge empfangen werden, es ist ein hochenergetischer Photonenfluss. Normalerweise extrahieren wir 45Sc aus Mineralien, das das einzige natürliche Isotop von Scandium ist. Jeder 45Sc-Kern enthält 21 Protonen und 24 Neutronen. Wenn wir Scandium in den Kernreaktor geben, als ob wir Affen für 77, 49 Tage in den Alchemieofen des Höchsten Herrn Lao Tzu stecken und sie Neutronenstrahlung absorbieren lassen, werden 46 Sc eines weiteren Neutrons im Atomkern geboren. 46Sc, ein künstliches Radioisotop, kann als Strahlungsquelle oder als Tracer-Atome auch für die Strahlentherapie von bösartigen Tumoren verwendet werden. Es gibt auch Anwendungen wie Yttrium-Gallium-Scandium-Granat-Laser, Scandium-Fluorid-Glas-Infrarot-Lichtwellenleiter und scandiumbeschichtete Kathodenstrahlröhren im Fernsehen. Es scheint, dass Scandium mit Licht geboren wurde.
Legierungsindustrie
Scandium in Form einer einfachen Substanz wurde weit verbreitet beim Dotieren von Aluminiumlegierungen verwendet. Solange dem Aluminium einige Tausendstel Scandium zugesetzt werden, bildet sich eine neue Al3Sc-Phase, die eine Rolle bei der Modifizierung der Aluminiumlegierung spielt und die Struktur und Eigenschaften der Legierung erheblich verändert. Die Zugabe von 0,2 Prozent ~0,4 Prozent Sc (was wirklich dem Anteil von Haushaltskochsalz entspricht, nur ein wenig) kann die Rekristallisationstemperatur der Legierung um 150 ° erhöhen 200 Grad und verbessern die Hochtemperaturfestigkeit, strukturelle Stabilität, Schweißleistung und Korrosionsbeständigkeit erheblich und können das Versprödungsphänomen vermeiden, das bei Langzeitarbeiten bei hohen Temperaturen leicht auftritt. Hochfeste und hochzähe Aluminiumlegierungen, neue hochfeste korrosionsbeständige schweißbare Aluminiumlegierungen, neue Hochtemperatur-Aluminiumlegierungen, hochfeste neutronenbestrahlungsbeständige Aluminiumlegierungen usw. haben sehr attraktive Entwicklungsperspektiven in der Luft- und Raumfahrt, Luftfahrt, Schiffen, Kernreaktoren, leichte Fahrzeuge und Hochgeschwindigkeitszüge.
Scandium ist auch ein ausgezeichneter Modifikator von Eisen. Eine kleine Menge Scandium kann die Festigkeit und Härte von Gusseisen erheblich verbessern. Darüber hinaus kann Scandium auch als Zusatz für hochwarmfeste Wolfram- und Chromlegierungen verwendet werden. Da Scandium einen hohen Schmelzpunkt hat und seine Dichte nahe der von Aluminium liegt, wird es natürlich nicht nur zur Herstellung von Hochzeitskleidung für andere, sondern auch in hochschmelzenden Leichtmetalllegierungen wie Scandium-Titan-Legierungen und Scandium-Magnesium-Legierungen verwendet. Aufgrund des hohen Preises wird es jedoch im Allgemeinen nur in der High-End-Fertigungsindustrie wie Space Shuttles und Raketen eingesetzt.
keramisches Material
Scandium, eine einfache Substanz, wird im Allgemeinen in Legierungen verwendet, und Scandiumoxide spielen eine wichtige Rolle in keramischen Materialien. Eine ganz besondere Eigenschaft haben beispielsweise tetragonale Zirkonoxid-Keramikmaterialien, die als Elektrodenmaterialien für Festoxid-Brennstoffzellen verwendet werden können. Die Leitfähigkeit dieses Elektrolyten nimmt mit steigender Temperatur und Sauerstoffkonzentration in der Umgebung zu. Die Kristallstruktur dieses Keramikmaterials selbst kann jedoch nicht stabil existieren und hat keinen industriellen Wert; Um die ursprünglichen Eigenschaften zu erhalten, müssen einige Materialien hineindotiert werden, die diese Struktur fixieren können. Die Zugabe von 6~10 Prozent Scandiumoxid ist wie eine Betonstruktur, sodass Zirkonoxid auf einem quadratischen Gitter stabilisiert werden kann.
Es gibt auch ingenieurkeramische Materialien wie Siliziumnitrid mit hoher Festigkeit und hoher Temperaturbeständigkeit als Verdichtungs- und Stabilisator.
Scandiumoxid kann als Verdichtungsmittel eine feuerfeste Phase Sc2Si2O7 am Rand feiner Partikel bilden und so die Hochtemperaturverformung von technischer Keramik verringern. Im Vergleich zu anderen Oxiden kann Scandiumoxid die mechanischen Hochtemperatureigenschaften von Siliziumnitrid besser verbessern.
Katalytische Chemie
In der chemischen Verfahrenstechnik wird Scandium häufig als Katalysator verwendet. Sc2O3 kann zur Dehydratisierung und Desoxidation von Ethanol oder Isopropanol, zur Zersetzung von Essigsäure und zur Herstellung von Ethylen aus CO und H2 verwendet werden. Pt-Al-Katalysator, der Sc2O3 enthält, ist ein wichtiger Katalysator für Schwerölreinigungs- und Raffinationsverfahren in der petrochemischen Industrie. Beim katalytischen Cracken von Cumol ist beispielsweise die Aktivität des Sc-Y-Zeolith-Katalysators 1000-mal höher als die des Aluminiumsilikat-Katalysators; Verglichen mit einigen traditionellen Katalysatoren wird die Entwicklungsperspektive von Scandium-Katalysatoren sehr hell sein.
Nukleare Energiewirtschaft
Das Hinzufügen einer kleinen Menge Sc2O3 zu UO2 im Kernbrennstoff eines Hochtemperaturreaktors kann Gitterumwandlung, Volumenzunahme und Risse aufgrund der Umwandlung von UO2 in U3O8 vermeiden.
Brennstoffzelle
Ebenso wird die Zugabe von 2,5 % bis 25 % Scandium in die Nickel-Alkali-Batterie die Lebensdauer erhöhen.
Landwirtschaftliche Züchtung
In der Landwirtschaft können die Samen von Mais, Rüben, Erbsen, Weizen, Sonnenblumen und anderen mit Scandiumsulfat behandelt werden (die Konzentration beträgt im Allgemeinen 10-3~10-8 mol/L, verschiedene Pflanzen sind unterschiedlich). und der eigentliche keimfördernde Effekt ist erreicht. Nach 8 Stunden stieg das Trockengewicht der Wurzeln und Knospen im Vergleich zu Sämlingen um 37 Prozent bzw. 78 Prozent, aber der Mechanismus wird noch untersucht.
