Skandis

A: Scandium suteikia transformacinę jėgą, nereikalaujant probleminių ir brangių terminio apdorojimo. Konkrečiai, skandžio priedai gali padidinti 5000 serijos takumo ribą iki 300–450 MPa, atsižvelgiant į pridėjimo kiekį, išlaikant 12-15 pailgėjimo (plastiškumo) rodiklius.

A: Aliuminio ir skandžio pagrindinio lydinio cheminė sudėtis yra 2% skandžio, o likutis yra 99,7% aliuminio. Pagrindinis lydinys naudojamas skandžiui pridėti prie Al-Mg-Zr turinčių lydinių, kurie naudojami lakštų ir plokščių pavidalu. Šiuos lakštus ir plokštes daugiausia naudoja orlaivių gamintojai.

A: Elementinis skandis laikomas netoksišku, o skandžio junginių bandymų su gyvūnais buvo atlikta nedaug. Pusiau mirtinos skandžio (III) chlorido dozės (LD50) lygis žiurkėms buvo nustatytas kaip 4 mg/kg intraperitoniniam vartojimui ir 755 mg/kg per burną.

A: Skandis dažniausiai naudojamas kaip lydinio priedas prie aliuminio lydinių, skirtų sporto prekėms ir didelio intensyvumo metalų halogenidų lempose.

A: Yra du įprasti skandžio ekstrahavimo būdai.

• Pirmasis būdas yra išgauti jį kaip urano gamyklos atliekų šalutinį produktą.
• Antrasis skandžio paruošimo būdas yra tada, kai išlydyti skandžio chloridai, litis ir kalis yra elektrolizuojami naudojant išlydyto cinko ir volframo vielos elektrodus.

A: Elementas Scandium turi daug savybių ir jo panaudojimas buvo aptartas. Kai kurios savybės labai skiriasi nuo kitų elementų ir apibrėžia įvairią elemento skandžio paskirtį ir pritaikymą. Šioje srityje atliekama daugiau tyrimų, siekiant atrasti naujausias skandžio savybes ir pritaikymą.

Keletas svarbių skandžio savybių yra tai, kad šio elemento masės skaičius yra 44,96 u. Scandium priklauso periodinės lentelės 3 grupei, 4 periodui ir d-blokui. Skandio atominę struktūrą sudaro 21 protonas ir 24 neutronai. Skandis taip pat pasižymi elektronegatyvumo savybėmis, nes tai yra metalas. Skandio elektronegatyvumas yra gana didelis, ty 1,36.

Skandis dažniausiai randamas Žemėje +3 oksidacijos būsenoje. Elementas skandis, kai yra oksidacijos būsenoje, yra labai panašus į kitus retuosius metalus Žemėje. Dėl labai mažo jonų spindulio kai kurie skandžio elgesys ir savybės yra retos iš kitų žemės elementų. Dėl tos pačios priežasties joninės formos elementas skandis yra santykinai stipri rūgštis ir turi didesnę tendenciją formuoti veido spalvą.

A: Skandis yra vienas iš cheminių elementų, taip pat retas metalas, randamas žemėje. 1871 metais Rusijos chemikas Dmitrijus Ivanovičius Mendelejevas numatė šio elemento egzistavimą. Vėliau 1879 m. jį atrado Larsas Fredrikas Nilsonas. Jį pavaizduoja simbolis "S". Periodinėje lentelėje skandžio atominis skaičius yra 21. Kita vertus, atominė masė yra 44,965 g/mol. Žemėje skandis arba „Sc“ dažniausiai randamas Skandinavijoje. Jis randamas nedideliais kiekiais daugelyje žemėje randamų mineralų rūšių. Yra keletas skandžio elemento savybių ir naudojimo būdų.

Skandis taip pat yra vienas iš brangių elementų dėl jo trūkumo ir ribotos gamybos. Gryno skandžio kaina gali būti apytiksliai 7000 USD už kilogramą ir net didesnė. Skandis taip pat turi didelę kosminę gausą. Be to, tai yra dvidešimt trečias (23) labiausiai paplitęs elementas saulėje.

Tai elementas, kuris laikomas netoksišku. Tačiau nėra daug išsamių tyrimų, susijusių su skandžio sveikatos ir saugos problemomis. Skandio chloridas yra junginys, kurio dozė gali būti mirtina. Todėl su šiuo junginiu ir kitais skandžio junginiais reikia elgtis atsargiai, nes gali būti, kad jie yra vidutinio toksiškumo.

A: Skandio poveikis aplinkai:

Skandis išleidžiamas į aplinką įvairiose vietose, daugiausia benziną gaminančiose pramonės šakose. Į aplinką gali patekti ir išmetus buitinę techniką. Skandis palaipsniui kaupsis dirvožemyje ir vandens dirvožemyje, o tai ilgainiui padidins jo koncentraciją žmonėms, gyvūnams ir dirvožemio dalelėms.

Su vandens gyvūnais skandis pažeidžia ląstelių membranas, o tai turi keletą neigiamų poveikių dauginimuisi ir nervų sistemos funkcijoms.

A: Skandio poveikis sveikatai:

Skandis neturi biologinio vaidmens. Maisto grandinę pasiekia tik nedideli kiekiai, todėl vidutinis žmogaus paros suvartojimas yra mažesnis nei 0,1 mikrogramo.

Skadis nėra toksiškas, nors buvo pasiūlymų, kad kai kurie jo junginiai gali būti kancerogeniški.

Skandis labiausiai pavojingas darbo aplinkoje dėl to, kad su oru gali būti įkvėptos drėgmės ir dujos. Tai gali sukelti plaučių emboliją, ypač ilgalaikio poveikio metu. Skandis gali kelti grėsmę kepenims, kai kaupiasi žmogaus organizme.

A: Skandis pasiskirsto retai, o daugelyje mineralų yra nedidelis kiekis. Reti mineralai iš Skandinavijos ir Madagaskaro, tokie kaip tortveititas, euksenitas ir gadolinitas, yra vieninteliai žinomi koncentruoti šio elemento šaltiniai. Tortveitite gali būti iki 45% skandžio skandžio oksido pavidalu.

A: Scandium{0}} yra perspektyvus medicininis izotopas pozitronų emisijos tomografijos (PET) vaizdavimui. PET leidžia gydytojams išmatuoti ląstelių aktyvumą organizme, kad būtų galima nustatyti vėžį, širdies ligas ir kitas sąlygas. Skandis-44 gali būti gaminamas radioaktyviai skilstant titanui-44. Kadangi jis skyla daug lėčiau nei skandis-44, ta pati titano partija-44 gali pagaminti pakankamai skandžio-44 daugelį metų atliekant PET nuskaitymus. Iššūkis yra patikimai atskirti skandį-44 nuo titano-44 ligoninėse. Dabar mokslininkai turi naują sprendimą. Jie panaudojo organinę molekulę, vadinamą hidroksamatu, kad imobilizuotų titaną -44 ant dervos. Tada per dervą jie perleido skystį, skirtą tik skandžiui -44 pašalinti. Šį procesą galima kartoti, nes kiekvieną dieną pagaminama daugiau skandžio{10}}.

A: Skandis yra daugelyje maisto produktų, pavyzdžiui, sviesto, paprastojo lazdyno riešutų, kokoso ir anakardžių riešutų, todėl skandis yra potencialus šių maisto produktų vartojimo biologinis žymeklis.

A: Dėl mikrolydinimo proceso skandis gali padėti padidinti aliuminio sklandmens tvirtumą ir suvirinamumą, o oro linijų operatoriams sutaupyti daug degalų. Aliuminio ir skandžio lydiniai gali sumažinti tiesiogines gamybos sąnaudas ir padidinti gamybos bei remonto pajėgumus.

A: Skandis naudojamas aliuminio ir skandžio lydiniuose aviacijos ir kosmoso pramonės komponentams ir sporto įrangai, tokiai kaip dviračių rėmai, meškerės, golfo geležies kotai ir beisbolo lazdos. Skandio jodidas naudojamas gyvsidabrio garų lempose, kurios naudojamos saulės šviesai atkartoti kino ir televizijos pramonės studijose.

A: Štai keletas galimų skandžio lydinio pažangos ateityje:

● 3D spausdinimas

Sc-Al lydinio milteliai gali būti naudojami sudėtingų metalo konstrukcijų 3D spausdinimui.

● Gynyba

Skandio ir aliuminio lydiniai galėtų pakeisti didelio stiprumo plieninius šarvus karinėse platformose ir kosmoso klasės titano lydinius naikintuvuose.

● Lengvo svorio

Skandio lydiniai gali sumažinti transporto priemonių svorį, o tai gali pagerinti degalų sąnaudas.

● Kietojo oksido kuro elementai

Skandis gali būti naudojamas kietojo oksido kuro elementuose, skirtuose komunaliniam ir komerciniam naudojimui.

A: Taip, skandis gali būti legiruotas su kitais metalais, kad susidarytų skandžio lydiniai. Labiausiai paplitęs lydinys yra aliuminio ir skandžio lydinys, dažnai vadinamas „skandio-aliuminio lydiniu“ arba tiesiog „skandio lydiniu“. Šiame lydinyje paprastai yra nedidelis skandžio procentas, dažnai nuo 0,1 % iki 0,5 %. Skandio pridėjimas prie aliuminio gali pagerinti tam tikras lydinio savybes.

A: Skandis gali labai paveikti aliuminio lydinių struktūrą ir savybes. Scandium gali:

● Pagerinti jėgą

Skandis gali sustiprinti aliuminį trimis būdais:

● Pagerinti suvirinamumą

Skandis gali sumažinti suvirintų siūlių karštąjį įtrūkimą ir padidinti suvirinimo siūlių stiprumą.

● Pagerinti atsparumą korozijai

Skandis gali pagerinti arba stabilizuoti medžiagos plastiškumą.

● Pagerinti nuovargio elgesį

Skandis gali sudaryti superplastinius lydinius, kurie gali susidaryti esant deformacijų greičiui iki 10–2 s–1.

A: Taip, skandžio lydiniai yra visiškai perdirbami. Jie gali būti derinami su kitais lydiniais neteršiant perdirbimo srautų. Tačiau gali būti ekonomiškiau juos atskirti pagal vertę.