Το σκάνδιο είναι το στοιχείο "όμοιο με το βόριο" που είχε προβλέψει ο Mendeleev. Η ανακάλυψή τους απέδειξε για άλλη μια φορά την ορθότητα του περιοδικού νόμου των στοιχείων και την προνοητικότητα του Mendeleev.
Το μέταλλο σκάνδιο παρήχθη από ηλεκτρολυτικό λιωμένο χλωριούχο σκάνδιο το 1937.
Σχετικό σχήμα: Ο Mendeleev (1834-1907) προέβλεψε την ύπαρξη σκανδίου. Το Scandium ανακαλύφθηκε από τους LF Nelson (1840-1899) και PT Cleve (1840-1905).
Εκχύλιση και συντήρηση: για μεγάλο χρονικό διάστημα μετά την ανακάλυψη, η χρήση του σκανδίου δεν έχει αποδειχθεί επειδή είναι δύσκολο να παραχθεί. Με την αυξανόμενη βελτίωση των μεθόδων διαχωρισμού των στοιχείων σπάνιων γαιών, οι ενώσεις που χρησιμοποιούνται για τον καθαρισμό του σκανδίου έχουν πλέον αρκετά ώριμες τεχνολογικές διεργασίες.
Επειδή η αλκαλικότητα του υδροξειδίου του σκανδίου είναι η πιο αδύναμη από αυτή των στοιχείων υττρίου και λανθανιδίου, το αναμεμειγμένο μετάλλευμα που περιέχει σκάνδιο στοιχείο σπανίων γαιών θα καταβυθιστεί πρώτα όταν μεταφερθεί σε διάλυμα και υποβληθεί σε επεξεργασία με αμμωνία μετά την επεξεργασία, έτσι ώστε να μπορεί να διαχωριστεί εύκολα από το στοιχείο σπάνιας γαίας με τη χρήση της μεθόδου «διαβαθμισμένης κατακρήμνισης». Μια άλλη μέθοδος είναι ο διαχωρισμός του νιτρικού σκανδίου χρησιμοποιώντας την «κλασματική αποσύνθεση» του νιτρικού. Δεδομένου ότι το νιτρικό σκάνδιο είναι το πιο εύκολο να αποσυντεθεί, ο σκοπός του διαχωρισμού του σκανδίου μπορεί να επιτευχθεί. Επιπλέον, η συνολική ανάκτηση του σχετικού σκανδίου από ουράνιο, θόριο, βολφράμιο, κασσίτερο και άλλα ορυκτά είναι επίσης μια σημαντική πηγή σκανδίου.
Αφού λάβετε την καθαρή ένωση σκανδίου, μετατρέψτε την σε ScCl3, συντήξτε την με KCl και LiCl, χρησιμοποιήστε τον λιωμένο ψευδάργυρο ως κάθοδο για την ηλεκτρόλυση, έτσι ώστε το σκάνδιο να κατακρημνιστεί στο ηλεκτρόδιο ψευδαργύρου και στη συνέχεια να εξατμιστεί ο ψευδάργυρος για να ληφθεί μέταλλο σκάνδιο .
Το σκάνδιο είναι ένα ελαφρύ ασημί λευκό μέταλλο με πολύ ενεργές χημικές ιδιότητες. Μπορεί να αντιδράσει με ζεστό νερό για να δημιουργήσει υδρογόνο. Έτσι το μεταλλικό σκάνδιο που βλέπετε στην εικόνα είναι σφραγισμένο σε ένα μπουκάλι και προστατεύεται με αργό, διαφορετικά το σκάνδιο σύντομα θα σχηματίσει ένα σκούρο κίτρινο ή γκρι στρώμα οξειδίου, χάνοντας τη γυαλιστερή μεταλλική του λάμψη.
Ισότοπο: Το σκάνδιο (μονάδα ατομικής μάζας: 44,955912 (6)) χαρακτηρίζεται από πολλά ισότοπα, με συνολικά 37 ισότοπα, από τα οποία μόνο ένα ισότοπο (47Sc) είναι σταθερό στη φύση.
Πεδίο εφαρμογής: βιομηχανία φωτισμού; Είναι ενδιαφέρον ότι η χρήση του σκανδίου (ως κύριας ουσίας εργασίας, όχι για ντόπινγκ) συγκεντρώνεται σε πολύ φωτεινή κατεύθυνση. Δεν είναι υπερβολικό να το αποκαλούμε γιος 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: γεμίστε τη λάμπα με ιωδιούχο νάτριο και ιωδιούχο σκάνδιο και προσθέστε σκάνδιο και αλουμινόχαρτο ταυτόχρονα. Κατά την εκφόρτιση υψηλής τάσης, το ιόν σκανδίου και το ιόν νατρίου εκπέμπουν φως του χαρακτηριστικού μήκους κύματος εκπομπής τους αντίστοιχα. Η φασματική γραμμή του νατρίου είναι 589.0 και 589,6 nm, δύο διάσημα κίτρινα φώτα, ενώ η φασματική γραμμή του σκανδίου είναι 361,3~424,7 nm, μια σειρά εκπομπής σχεδόν υπεριώδους και μπλε φωτός. Λόγω του συμπληρωματικού χρώματος, το συνολικό χρώμα του φωτός που παράγεται 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 για τηλεοπτικές κάμερες και τετράγωνα, γήπεδα και οδικό φωτισμό και ονομάζεται τρίτης γενιάς πηγή φωτός. Στην Κίνα, αυτό το είδος λαμπτήρα διαδίδεται 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 μετάλλου-μονωτικού-ημιαγωγού και ηλιακών κυψελών.
Το τρίτο του μαγικό όπλο ονομάζεται Η πηγή ακτίνων είναι ένα μαγικό όπλο που μπορεί να λάμπει από μόνο του, αλλά αυτό το είδος φωτός δεν μπορεί να ληφθεί με γυμνό μάτι. Είναι μια 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 σε έναν πυρηνικό αντιδραστήρα και το αφήσουμε να απορροφήσει την ακτινοβολία νετρονίων, σαν να βάζαμε έναν πίθηκο στον αλχημειακό κλίβανο του Ανώτατου Δασκάλου για 4749 ημέρες, θα γεννιόταν το 46Sc με ένα ακόμη νετρόνιο στον πυρήνα. Το 46Sc, ένα τεχνητό ραδιοϊσότοπο, μπορεί να χρησιμοποιηθεί ως πηγή ακτίνων ή άτομο ιχνηθέτη μπορεί επίσης να χρησιμοποιηθεί για ακτινοθεραπεία κακοήθων όγκων. Υπάρχουν επίσης εφαρμογές όπως λέιζερ γρανάτη γρανάτη σκανδίου υττρίου γάλλιο, υπέρυθρη οπτική ίνα γυαλιού φθοριούχου σκανδίου και καθοδικός σωλήνας με επικάλυψη σκανδίου στην τηλεόραση. Φαίνεται ότι το σκάνδιο γεννιέται με το φως.
Βιομηχανία κραμάτων: το σκάνδιο με τη μορφή απλής ουσίας έχει χρησιμοποιηθεί ευρέως στο ντόπινγκ κραμάτων αλουμινίου. Όσο προστίθενται μερικά χιλιοστά σκανδίου στο αλουμίνιο, θα σχηματιστεί μια νέα φάση Al3Sc, η οποία θα τροποποιήσει το κράμα αλουμινίου και θα κάνει εμφανείς αλλαγές στη δομή και τις ιδιότητες του κράματος. Η προσθήκη 0.2 τοις εκατό ~0.4 τοις εκατό Sc (αυτή η αναλογία είναι πραγματικά παρόμοια με την αναλογία αλατιού στα τηγανητά λαχανικά στο σπίτι, μόνο 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 αντοχή στη διάβρωση και μπορεί να αποφύγει το φαινόμενο ευθραυστότητας που είναι εύκολο να συμβεί κατά τη διάρκεια μακροχρόνιας εργασίας σε υψηλή θερμοκρασία. Το κράμα αλουμινίου υψηλής αντοχής και σκληρότητας, το νέο συγκολλήσιμο κράμα αλουμινίου υψηλής αντοχής και αντοχής στη διάβρωση, το νέο κράμα αλουμινίου υψηλής θερμοκρασίας, το κράμα αλουμινίου υψηλής αντοχής και η ακτινοβολία νετρονίων κ.λπ., έχουν πολύ ελκυστικές προοπτικές ανάπτυξης στην αεροδιαστημική, την αεροπορία, τα πλοία, τους πυρηνικούς αντιδραστήρες , ελαφρά οχήματα και τρένα υψηλής ταχύτητας.
