Βιομηχανία φωτισμού
Είναι ενδιαφέρον ότι η χρήση του σκανδίου (ως κύριο υλικό εργασίας, όχι για ντόπινγκ) επικεντρώνεται στη φωτεινή κατεύθυνση, επομένως δεν είναι υπερβολικό να το αποκαλούμε Υιός του Φωτός.
Το πρώτο μαγικό όπλο του σκανδίου ονομάζεται λάμπα νατρίου σκανδίου, το οποίο μπορεί να χρησιμοποιηθεί για να φέρει φως σε χιλιάδες νοικοκυριά. Αυτή είναι μια ηλεκτρική πηγή φωτός αλογονιδίου μετάλλου: ο λαμπτήρας γεμίζει με ιωδιούχο νάτριο και ιωδιούχο σκάνδιο και προστίθενται ταυτόχρονα σκάνδιο και φύλλο νατρίου. Κατά την εκφόρτιση υψηλής τάσης, τα ιόντα σκανδίου και τα ιόντα νατρίου αντίστοιχα εκπέμπουν φως με τα χαρακτηριστικά τους μήκη κύματος εκπομπής. Οι φασματικές γραμμές του νατρίου είναι 589.0 και 589,6 nm, δύο διάσημα κίτρινα φώτα, ενώ οι φασματικές γραμμές του σκανδίου είναι 361,3~424,7 nm, μια σειρά εκπομπών σχεδόν υπεριώδους και μπλε φωτός. Επειδή αλληλοσυμπληρώνονται, το συνολικό χρώμα φωτός που δημιουργείται είναι το λευκό φως. Ακριβώς επειδή ο λαμπτήρας νατρίου σκανδίου έχει τα χαρακτηριστικά της υψηλής φωτεινής απόδοσης, του καλού χρώματος φωτός, της εξοικονόμησης ενέργειας, της μεγάλης διάρκειας ζωής και της ισχυρής ικανότητας θραύσης της ομίχλης, μπορεί να χρησιμοποιηθεί ευρέως σε τηλεοπτικές κάμερες και τετράγωνα, στάδια και οδικό φωτισμό και ονομάζεται τρίτης γενιάς πηγή φωτός. Στην Κίνα, αυτό το είδος λαμπτήρα προωθείται σταδιακά ως νέα τεχνολογία, ενώ σε ορισμένες ανεπτυγμένες χώρες, αυτό το είδος λαμπτήρα χρησιμοποιήθηκε ευρέως ήδη από τις αρχές της δεκαετίας του 1980.
Το δεύτερο μαγικό όπλο του σκανδίου είναι τα ηλιακά φωτοβολταϊκά κύτταρα, τα οποία μπορούν να συλλέξουν το φως που διαχέεται στο έδαφος και να το μετατρέψουν σε ηλεκτρισμό για την προώθηση της ανθρώπινης κοινωνίας. Το σκάνδιο είναι το καλύτερο μέταλλο φραγμού σε φωτοκύτταρα πυριτίου ημιαγωγών μεταλλικών μονωτών και ηλιακών κυψελών.
Το τρίτο του μαγικό όπλο ονομάζεται πηγή ακτίνων, αυτό το μαγικό όπλο μπορεί να λάμπει από μόνο του, αλλά αυτό το είδος φωτός δεν μπορεί να ληφθεί με γυμνό μάτι, είναι ροή φωτονίων υψηλής ενέργειας. Συνήθως εξάγουμε 45Sc από ορυκτά, που είναι το μόνο φυσικό ισότοπο του σκανδίου. Κάθε πυρήνας 45Sc περιέχει 21 πρωτόνια και 24 νετρόνια. Αν βάλουμε σκάνδιο στον πυρηνικό αντιδραστήρα σαν να βάλουμε πιθήκους στον αλχημειακό φούρνο του Υπέρτατου Λόρδου Λάο Τσε για εβδομήντα επτά σαράντα εννέα ημέρες και τους αφήσουμε να απορροφήσουν ακτινοβολία νετρονίων, θα γεννηθούν 46 Sc ενός ακόμη νετρονίου στον ατομικό πυρήνα. Το 46Sc, ένα τεχνητό ραδιοϊσότοπο, μπορεί να χρησιμοποιηθεί ως πηγές ακτινοβολίας ή άτομα ιχνηθέτη μπορούν επίσης να χρησιμοποιηθούν για ακτινοθεραπεία κακοήθων όγκων. Υπάρχουν επίσης εφαρμογές όπως λέιζερ γρανάτη γρανάτη σκανδίου υττρίου γάλλιο, γυάλινη υπέρυθρη οπτική ίνα φθοριούχου σκανδίου και καθοδικός σωλήνας με επικάλυψη σκανδίου στην τηλεόραση. Φαίνεται ότι το σκάνδιο γεννήθηκε με το φως.
Βιομηχανία κραμάτων
Το σκάνδιο με τη μορφή απλής ουσίας έχει χρησιμοποιηθεί ευρέως στο ντόπινγκ των κραμάτων αλουμινίου. Εφόσον προστίθενται μερικά χιλιοστά σκανδίου στο αλουμίνιο, θα σχηματιστεί μια νέα φάση Al3Sc, η οποία θα παίξει ρόλο στην τροποποίηση του κράματος αλουμινίου και θα κάνει τη δομή και τις ιδιότητες του κράματος να αλλάξουν σημαντικά. Η προσθήκη 0,2 τοις εκατό ~0,4 τοις εκατό Sc (που είναι πραγματικά το ίδιο με το ποσοστό του αλατιού για το σπίτι, λίγο) μπορεί να αυξήσει τη θερμοκρασία ανακρυστάλλωσης του κράματος κατά 150 ~ 200 μοίρες και βελτιώνει σημαντικά την αντοχή σε υψηλή θερμοκρασία, τη δομική σταθερότητα, την απόδοση συγκόλλησης και την αντίσταση στη διάβρωση και μπορεί να αποφύγει το φαινόμενο ευθραυστότητας που είναι εύκολο να συμβεί κατά τη διάρκεια μακροχρόνιας εργασίας σε υψηλές θερμοκρασίες. Υψηλής αντοχής και υψηλής αντοχής κράμα αλουμινίου, νέο υψηλής αντοχής ανθεκτικό στη διάβρωση συγκολλήσιμο κράμα αλουμινίου, νέο κράμα αλουμινίου υψηλής θερμοκρασίας, κράμα αλουμινίου υψηλής αντοχής σε ακτινοβολία νετρονίων κ.λπ., έχουν πολύ ελκυστικές προοπτικές ανάπτυξης στην αεροδιαστημική, την αεροπορία, τα πλοία πυρηνικούς αντιδραστήρες, ελαφρά οχήματα και τρένα υψηλής ταχύτητας.
Το σκάνδιο είναι επίσης ένας εξαιρετικός τροποποιητής του σιδήρου. Μια μικρή ποσότητα σκανδίου μπορεί να βελτιώσει σημαντικά την αντοχή και τη σκληρότητα του χυτοσιδήρου. Επιπλέον, το σκάνδιο μπορεί επίσης να χρησιμοποιηθεί ως πρόσθετο για κράματα βολφραμίου και χρωμίου υψηλής θερμοκρασίας. Φυσικά, εκτός από την κατασκευή γαμήλιων ρούχων για άλλους, επειδή το σκάνδιο έχει υψηλό σημείο τήξης και η πυκνότητά του είναι κοντά σε αυτό του αλουμινίου, χρησιμοποιείται επίσης σε ελαφρά κράματα υψηλού σημείου τήξης, όπως κράμα τιτανίου σκανδίου και κράμα μαγνησίου σκανδίου. Αλλά λόγω της υψηλής τιμής, χρησιμοποιείται γενικά μόνο σε βιομηχανίες κατασκευής υψηλών προδιαγραφών όπως διαστημικά λεωφορεία και πύραυλοι.
κεραμικό υλικό
Το σκάνδιο, μια απλή ουσία, χρησιμοποιείται γενικά σε κράματα και τα οξείδια του σκανδίου παίζουν σημαντικό ρόλο στα κεραμικά υλικά. Για παράδειγμα, τα τετραγωνικά κεραμικά υλικά ζιρκονίας, τα οποία μπορούν να χρησιμοποιηθούν ως υλικά ηλεκτροδίων για κυψέλες καυσίμου στερεού οξειδίου, έχουν μια πολύ ιδιαίτερη ιδιότητα. Η αγωγιμότητα αυτού του ηλεκτρολύτη θα αυξηθεί με την αύξηση της θερμοκρασίας και της συγκέντρωσης οξυγόνου στο περιβάλλον. Ωστόσο, η κρυσταλλική δομή αυτού του κεραμικού υλικού δεν μπορεί να υπάρχει σταθερά και δεν έχει βιομηχανική αξία. Για να διατηρηθούν οι αρχικές ιδιότητες, ορισμένα υλικά που μπορούν να διορθώσουν αυτή τη δομή πρέπει να εμποτιστούν σε αυτήν. Η προσθήκη 6~10 τοις εκατό οξειδίου του σκανδίου είναι σαν μια δομή από σκυρόδεμα, έτσι ώστε η ζιρκονία να μπορεί να σταθεροποιηθεί σε ένα τετράγωνο πλέγμα.
Υπάρχουν επίσης μηχανολογικά κεραμικά υλικά όπως το νιτρίδιο του πυριτίου με υψηλή αντοχή και αντοχή σε υψηλή θερμοκρασία ως πυκνωτής και σταθεροποιητής.
Το οξείδιο του σκανδίου, ως πυκνωτής, μπορεί να σχηματίσει μια πυρίμαχη φάση Sc2Si2O7 στην άκρη των λεπτών σωματιδίων, μειώνοντας έτσι την παραμόρφωση υψηλής θερμοκρασίας των τεχνικών κεραμικών. Σε σύγκριση με άλλα οξείδια, το οξείδιο του σκανδίου μπορεί να βελτιώσει καλύτερα τις μηχανικές ιδιότητες του νιτριδίου του πυριτίου σε υψηλή θερμοκρασία.
Καταλυτική χημεία
Στη χημική μηχανική, το σκάνδιο χρησιμοποιείται συχνά ως καταλύτης. Το Sc2O3 μπορεί να χρησιμοποιηθεί για αφυδάτωση και αποξείδωση αιθανόλης ή ισοπροπανόλης, αποσύνθεση οξικού οξέος και παραγωγή αιθυλενίου από CO και Η2. Ο καταλύτης Pt Al που περιέχει Sc2O3 είναι ένας σημαντικός καταλύτης για τη διαδικασία καθαρισμού και διύλισης βαρέος πετρελαίου στην πετροχημική βιομηχανία. Στην καταλυτική πυρόλυση κουμενίου, για παράδειγμα, η δραστικότητα του καταλύτη ζεόλιθου Sc-Y είναι 1000 φορές υψηλότερη από εκείνη του καταλύτη πυριτικού αλουμινίου. Σε σύγκριση με ορισμένους παραδοσιακούς καταλύτες, η προοπτική ανάπτυξης του καταλύτη σκανδίου θα είναι πολύ θετική.
Βιομηχανία πυρηνικής ενέργειας
Η προσθήκη μικρής ποσότητας Sc2O3 σε UO2 σε πυρηνικό καύσιμο αντιδραστήρα υψηλής θερμοκρασίας μπορεί να αποφύγει μετασχηματισμό πλέγματος, αύξηση όγκου και ρωγμές λόγω μετατροπής του UO2 σε U3O8.
κυψέλη καυσίμου
Ομοίως, η προσθήκη 2,5 τοις εκατό ~ 25 τοις εκατό σκανδίου στην αλκαλική μπαταρία νικελίου θα αυξήσει τη διάρκεια ζωής.
Αγροτική εκτροφή
Στη γεωργία, οι σπόροι καλαμποκιού, τεύτλων, μπιζελιού, σιταριού, ηλίανθου και άλλων μπορούν να υποβληθούν σε επεξεργασία με θειικό σκάνδιο (η συγκέντρωση είναι γενικά 10-3~10-8mol/L, διαφορετικά φυτά θα είναι διαφορετικά), και το πραγματικό αποτέλεσμα της προώθησης της βλάστησης έχει επιτευχθεί. Μετά από 8 ώρες, το ξηρό βάρος των ριζών και των μπουμπουκιών αυξήθηκε κατά 37 τοις εκατό και 78 τοις εκατό αντίστοιχα σε σύγκριση με τα σπορόφυτα, αλλά ο μηχανισμός είναι ακόμα υπό μελέτη.
