Scandium-legering

A:

• Scandium (chemisch symbool Sc en atoomnummer 21) is een zilverwit licht overgangsmetaal. Het is geclassificeerd als een zeldzaam aardelement.
• De belangrijkste eigenschappen zijn het lichte gewicht, het hoge smeltpunt en de kleine ionenstraal. Scandium is slechts het 50e meest voorkomende element op aarde, maar het is wel het 23e meest voorkomende element in de zon.
• Vanwege de kleine omvang van de ionen, combineert het niet selectief met gewone ertsvormende anionen en vormt het in de natuur zelden concentraties hoger dan 100 ppm.
• Scandium wordt voornamelijk gebruikt, in kwaliteiten van {{0}},1 tot 0,5%, in aluminiumlegeringen voor lucht- en ruimtevaart- en sporttoepassingen, waaronder fietsframes, tennisrackets en honkbalknuppels.
• De belangrijkste reden om scandium toe te voegen is dat het als geen ander element sterkte toevoegt aan lichtgewicht aluminiumlegeringen. Om precies te zijn: dankzij de fijne korrelverfijning verminderen scandiumlegeringen hete scheuren in lassen, verhogen ze de sterkte van de lassen en zorgen ze voor een beter vermoeiingsgedrag.
• Het wordt ook gebruikt in halogeenlampen in de vorm van scandiumjodide om een ​​licht te verkrijgen dat dicht bij dat van natuurlijk zonlicht ligt.
• Scandium heeft twee zeer belangrijke potentiële eindtoepassingen, met name in Europa: vaste-oxidebrandstofcellen voor energieopslag en Sc-Al-legeringen in de lucht- en ruimtevaart- en automobielsector.

A:

• De mondiale producenten van scandium zijn China 66%, Rusland 23%, Oekraïne 7% en Kazachstan 1%.
• Het mondiale aanbod van scandium is afkomstig van primaire bronnen zoals ertsgrondstoffen, en secundaire bronnen uit de mijnbouwproductie zoals concentraten, metallurgische slakken en residuen.
• Scandium wordt doorgaans geproduceerd als bijproduct of bijproduct tijdens de verwerking van verschillende ertsen (bijvoorbeeld ijzererts, REE's, titanium, zirkonium, uranium, thorium, aluminium, wolfraam, tin, tantaal, apatiet, nikkel en kobalt) en/of of teruggewonnen uit eerder verwerkte residuen en residuen (USGS 2021 & 2022).

A:

• Scandium wordt op geen enkele metaalbeurs verhandeld, aangezien scandiumproducten tegen niet bekendgemaakte prijzen tussen particuliere partijen worden verkocht.
• Data on scandium (Sc) production is very patchy and incomplete. According to the USGS (2022) the annual Sc production is estimated to 10-20 t; DERA (2021) assumes the figure to be around 14-16 t. Sc demand and supply are highly concentrated. With about 75% (>10 ton) van de mondiale jaarlijkse productie is China de grootste producent van Sc. Andere producenten Rusland (1-2 t/j) en de Filipijnen (ca. 1 t/j) (DERA, 2021).

A: Scandium verleent, net als andere metalen gelegeerd met aluminium, sterkte en gewenste eigenschappen aan aluminium, en doet dit in zekere mate ook aan elk van de acht legeringsfamilies (serie). Scandium-toevoegingen genereren sterkte door tijdens het stollen een kleinere, gelijkmatige korrelstructuur in legeringen te bevorderen. Scandium vertoont in sommige legeringsfamilies een betere sterkterespons dan andere, maar bijna altijd met vrij kleine toevoegingen – tussen 0,1% en 0,45% Sc.

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: 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: 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: Scandium-aluminiumlegeringen zijn een winnende combinatie van scandium en aluminiummetaal. De toevoeging van scandium aan aluminium beperkt de overmatige korrelgroei die optreedt in de door hitte beïnvloede zone van gelaste aluminium componenten.

A: Aluminium Magnesium Scandium heeft een goede lasbaarheid, uitstekende schadetolerantie, goede corrosieweerstand en kruipvormbaarheid. De Aleris AlMgSc-legering AA5024 H116 maakt een vereenvoudiging van het productieproces van vliegtuigromponderdelen mogelijk. Met AA5024 H116 AlMgSc kunnen met stringer versterkte onderdelen van de vliegtuigromp worden laserstraalgelast (LBW) of wrijvingsroergelast (FSW) wanneer de afzonderlijke onderdelen nog vlak zijn, zonder enige voorafgaande behandeling. De voor de vliegtuigromp benodigde enkele of dubbele kromming van het rompdeel wordt bereikt door kruipvorming bij verhoogde temperatuur.

Aanbevolen voor gebruik als romphuidplaat met gemiddelde sterkte maar uitstekende schadetolerantie en corrosie-eigenschappen en kan mogelijk traditioneel gebruikte 2xxx-legeringen vervangen, zelfs als drop-in-oplossing.

A: Enkele nadelen van aluminium-lithiumlegeringen zijn onder meer:

• Verminderde ductiliteit
• Verminderde breuktaaiheid
• Anisotropie van eigenschappen in het vlak
• Noodzaak van koud werk om topeigenschappen te bereiken
• Versnelde uitbreiding van vermoeiingsscheuren

A: Al-Li-legeringen zijn lichter en hebben een hoge treksterkte en vloeigrens in vergelijking met de conventionele aluminiumlegeringen met hoge sterkte. Ze zijn bestand tegen de voortplanting van vermoeiingsscheuren; hun corrosieweerstand moet echter nog worden verbeterd.