Scandium

A: Scandium levert transformerende kracht zonder de noodzaak van problematische en dure warmtebehandelingen. Specifiek kunnen scandiumtoevoegingen de vloeigrens op een 5000-serie verhogen tot tussen 300 MPa en 450 MPa, afhankelijk van de hoeveelheid toevoeging, terwijl de rekwaarden (ductiliteit) van 12-15 behouden blijven.

A: De chemische samenstelling van de aluminium-scandium-hoofdlegering is 2% scandium en de rest is 99,7% aluminium. De masterlegering wordt gebruikt om scandium toe te voegen aan Al-Mg-Zr-houdende legeringen, die worden gebruikt in de vorm van plaat en plaat. Deze platen en platen worden vooral gebruikt door vliegtuigbouwers.

A: Elementair scandium wordt als niet-giftig beschouwd en er zijn weinig dierproeven met scandiumverbindingen gedaan. De half-letale dosisniveaus (LD50) voor scandium(III)chloride voor ratten zijn vastgesteld op 4 mg/kg voor intraperitoneale toediening en op 755 mg/kg voor orale toediening.

A: De belangrijkste toepassingen van scandium zijn als legeringsadditief voor legeringen op aluminiumbasis voor sportartikelen en in metaalhalogenidelampen met hoge intensiteit.

A: Er zijn twee gebruikelijke manieren waarop scandium kan worden gewonnen.

• De eerste manier is het extraheren ervan als bijproduct van de uraniummolen.
• De tweede methode waarmee scandium kan worden bereid, is wanneer gesmolten scandiumchloriden, lithium en kalium worden geëlektrolyseerd met behulp van elektrolyten van gesmolten zink en wolfraamdraad.

A: Het element Scandium heeft uitgebreide eigenschappen en de toepassingen ervan zijn besproken. Sommige eigenschappen zijn zeer goed te onderscheiden van andere elementen en definiëren de verschillende doeleinden en toepassingen van het element scandium. Er wordt op dit gebied meer onderzoek gedaan naar de recente kenmerken en toepassingen van scandium.

Een paar belangrijke eigenschappen van scandium zijn dat het massagetal van dit element 44,96 u is. Scandium behoort tot Groep 3, Periode 4 en d-blok van het periodiek systeem. De atomaire structuur van scandium bestaat uit 21 protonen en 24 neutronen. Scandium vertoont ook eigenschappen van elektronegativiteit omdat het een metaal is. De elektronegativiteit van Scandium is relatief hoog, namelijk 1,36.

Scandium wordt vaak op aarde aangetroffen in de +3 oxidatietoestand. Het element scandium vertoont, wanneer het zich in de oxidatietoestand bevindt, een grote gelijkenis met andere zeldzame metalen op aarde. Vanwege de aanzienlijk kleine ionenstraal zijn sommige gedragingen en kenmerken van scandium zeldzaam bij andere aardelementen. Om dezelfde reden is het element scandium, in zijn ionische vorm, een relatief sterk zuur en heeft het ook een grotere neiging om huidskleur te vormen.

A: Scandium is een van de chemische elementen, ook een zeldzaam metaal dat op aarde voorkomt. In 1871 voorspelde Dmitri Ivanovitsj Mendelejev, een Russische scheikundige, het bestaan ​​van dit element. Vervolgens werd het later ontdekt door Lars Fredrik Nilson in 1879. Het wordt weergegeven door het symbool "S". In het periodiek systeem is het atoomnummer van scandium 21. Het atoomgewicht daarentegen is 44,965 g/mol. Op aarde wordt scandium of "Sc" algemeen aangetroffen in Scandinavië. Het komt in kleine hoeveelheden voor in veel minerale soorten die op aarde voorkomen. Er zijn verschillende eigenschappen en toepassingen van het element scandium.

Scandium is ook een van de dure elementen vanwege de schaarste en beperkte productie. De prijs van puur scandium kan ongeveer $7000/per kg bedragen, en zelfs nog hoger. Scandium heeft ook een hoge kosmische overvloed. Bovendien is het het drieëntwintigste (23e) meest voorkomende element in de zon.

Het is een element dat als niet-giftig wordt beschouwd. Hoewel er niet veel uitgebreid onderzoek is naar gezondheids- en veiligheidsproblemen met scandium. Scandiumchloride is een verbinding die een dodelijke dosis kan hebben. Daarom moeten deze verbinding en andere verbindingen van scandium met zorg worden behandeld, aangezien er sprake kan zijn van matige toxiciteit.

A: Effecten van scandium op het milieu:

Scandium wordt op veel verschillende plaatsen in het milieu gedumpt, voornamelijk door benzineproducerende industrieën. Het kan ook in het milieu terechtkomen als huishoudelijke apparatuur wordt weggegooid. Scandium zal zich geleidelijk ophopen in bodems en waterbodems en dit zal uiteindelijk leiden tot toenemende concentraties bij mensen, dieren en bodemdeeltjes.

Bij waterdieren veroorzaakt scandium schade aan celmembranen, wat verschillende negatieve invloeden heeft op de voortplanting en op de functies van het zenuwstelsel.

A: Gezondheidseffecten van scandium:

Scandium heeft geen biologische rol. Slechts sporen bereiken de voedselketen, dus de dagelijkse inname van de gemiddelde persoon is minder dan 0,1 microgram.

Scadium is niet giftig, hoewel er suggesties zijn dat sommige van de verbindingen kankerverwekkend zouden kunnen zijn.

Scandium is vooral gevaarlijk in de werkomgeving, omdat vocht en gassen met lucht kunnen worden ingeademd. Dit kan longembolie veroorzaken, vooral bij langdurige blootstelling. Scandium kan een bedreiging vormen voor de lever wanneer het zich ophoopt in het menselijk lichaam.

A: Scandium wordt schaars verspreid en komt in sporenhoeveelheden voor in veel mineralen. Zeldzame mineralen uit Scandinavië en Madagaskar, zoals thortveitiet, euxeniet en gadoliniet, zijn de enige bekende geconcentreerde bronnen van dit element. Thortveitite kan tot 45% scandium bevatten in de vorm van scandiumoxide.

A: Scandium-44 is een veelbelovende medische isotoop voor beeldvorming met positronemissietomografie (PET). Met PET kunnen artsen de activiteit van de cellen in het lichaam meten om kanker, hartziekten en andere aandoeningen te helpen identificeren. Scandium-44 kan worden geproduceerd door het radioactieve verval van titanium-44. Omdat het veel langzamer vervalt dan scandium-44, kan dezelfde partij titanium-44 genoeg scandium-44 produceren voor vele jaren PET-scans. De uitdaging is om scandium-44 betrouwbaar te scheiden van titanium-44 in ziekenhuizen. Nu hebben onderzoekers een nieuwe oplossing. Ze gebruikten een organisch molecuul genaamd hydroxamaat om titanium-44 op een hars te immobiliseren. Vervolgens lieten ze een vloeistof door die was ontworpen om alleen het scandium-44 door de hars te verwijderen. Dit proces kan worden herhaald naarmate er elke dag meer scandium-44 wordt geproduceerd.

A: Scandium kan worden aangetroffen in een aantal voedingsmiddelen zoals butternut, gewone hazelnoot, kokosnoot en cashewnoot, waardoor scandium een ​​potentiële biomarker is voor de consumptie van deze voedingsmiddelen.

A: Via een microlegeringsproces kan scandium de sterkte en de lasbaarheid van een aluminium casco helpen vergroten en tegelijkertijd aanzienlijke brandstofbesparingen voor luchtvaartmaatschappijen opleveren. Aluminium-scandiumlegeringen hebben het potentieel om de directe productiekosten te verlagen en de productie- en reparatiecapaciteit te maximaliseren.

A: Scandium wordt gebruikt in aluminium-scandiumlegeringen voor onderdelen van de lucht- en ruimtevaartindustrie en voor sportuitrusting zoals fietsframes, hengels, golfijzerschachten en honkbalknuppels. Scandiumjodide wordt gebruikt in kwikdamplampen, die worden gebruikt om zonlicht na te bootsen in studio's voor de film- en televisie-industrie.

A: Hier zijn enkele mogelijke toekomstige ontwikkelingen op het gebied van scandiumlegeringen:

● 3D-printen

Sc-Al-legeringspoeders kunnen worden gebruikt om complexe metaalstructuren in 3D te printen.

● Defensie

Scandium-aluminiumlegeringen zouden zeer sterke stalen pantsers op militaire platforms en titaniumlegeringen van ruimtevaartkwaliteit in straaljagers kunnen vervangen.

● Lichtgewicht

Scandiumlegeringen zouden het gewicht van voertuigen kunnen verminderen, wat het brandstofverbruik zou kunnen verbeteren.

● Vaste-oxidebrandstofcellen

Scandium zou kunnen worden gebruikt in vaste-oxidebrandstofcellen voor toepassingen op nuts- en commerciële schaal.

A: Ja, scandium kan worden gelegeerd met andere metalen om scandiumlegeringen te vormen. De meest voorkomende legering is een aluminium-scandiumlegering, vaak "scandium-aluminiumlegering" of eenvoudigweg "scandiumlegering" genoemd. Deze legering bevat doorgaans een klein percentage scandium, vaak in het bereik van 0,1% tot 0,5%. De toevoeging van scandium aan aluminium kan bepaalde eigenschappen van de legering verbeteren.

A: Scandium kan de structuur en eigenschappen van aluminiumlegeringen aanzienlijk beïnvloeden. Scandium kan:

● Verbeter de kracht

Scandium kan aluminium op drie manieren versterken:

● Verbeter de lasbaarheid

Scandium kan hete scheuren in lassen verminderen en de sterkte van de lassen vergroten.

● Verbeter de corrosieweerstand

Scandium kan de taaiheid van het materiaal verbeteren of stabiliseren.

● Verbeter het vermoeidheidsgedrag

Scandium kan superplastische legeringen creëren die zich kunnen vormen bij reksnelheden tot 10 − 2 s − 1.

A: Ja, scandiumlegeringen zijn volledig recyclebaar. Ze kunnen worden gecombineerd met andere legeringen zonder de recyclingstromen te vervuilen. Het kan echter economischer zijn om ze te scheiden op basis van waarde.