صناعة الإضاءة
ومن المثير للاهتمام ، أن استخدام سكانديوم (كمادة العمل الرئيسية ، وليس لتعاطي المنشطات) يركز على الاتجاه المشرق ، لذلك ليس من المبالغة أن نطلق عليه اسم ابن النور.
يُطلق على أول سلاح سحري من سكانديوم مصباح سكانديوم الصوديوم ، والذي يمكن استخدامه لإلقاء الضوء على آلاف الأسر. هذا مصدر ضوء كهربائي بهاليد معدني: المصباح مملوء بأيوديد الصوديوم ويوديد سكانديوم ، ويتم إضافة سكانديوم ورقائق الصوديوم في نفس الوقت. أثناء التفريغ عالي الجهد ، تصدر أيونات سكانديوم وأيونات الصوديوم على التوالي ضوء أطوال موجات انبعاثها المميزة. الخطوط الطيفية للصوديوم هي 589. 0 و 589.6 نانومتر ، وهما ضوءان أصفران شهيران ، بينما الخطوط الطيفية لسكانديوم هي 361.3 ~ 424.7 نانومتر ، وهي سلسلة من الأشعة فوق البنفسجية والضوء الأزرق القريب. نظرًا لأنهما يكملان بعضهما البعض ، فإن لون الضوء الإجمالي المتولد هو الضوء الأبيض. هذا على وجه التحديد لأن مصباح الصوديوم سكانديوم يتميز بكفاءة الإضاءة العالية ولون الإضاءة الجيد وتوفير الطاقة وعمر الخدمة الطويل وقدرة كسر الضباب القوية ، يمكن استخدامه على نطاق واسع في كاميرا التلفزيون وإضاءة المربعات والملعب والطرق ، ويسمى مصدر ضوء الجيل الثالث. في الصين ، يتم الترويج لهذا النوع من المصابيح بشكل تدريجي باعتباره تقنية جديدة ، بينما في بعض البلدان المتقدمة ، تم استخدام هذا النوع من المصابيح على نطاق واسع في أوائل الثمانينيات.
السلاح السحري الثاني لسكانديوم هو الخلايا الشمسية الكهروضوئية ، التي يمكنها جمع الضوء المنتشر على الأرض وتحويله إلى كهرباء لتعزيز المجتمع البشري. Scandium هو أفضل معدن حاجز في الخلايا الضوئية والخلايا الشمسية من السيليكون أشباه الموصلات عازل للمعادن.
سلاحه السحري الثالث يسمى مصدر الشعاع ، هذا السلاح السحري يمكن أن يلمع من تلقاء نفسه ، لكن هذا النوع من الضوء لا يمكن استقباله بالعين المجردة ، إنه تدفق فوتون عالي الطاقة. نحن عادة نستخرج 45Sc من المعادن ، وهو النظير الطبيعي الوحيد لسكانديوم. تحتوي كل نواة 45Sc على 21 بروتون و 24 نيوترون. إذا وضعنا scandium في المفاعل النووي كما لو أننا وضعنا القردة في فرن الكيمياء للورد الأعلى Lao Tzu لمدة سبعة وسبعين وتسعة وأربعين يومًا وتركناهم يمتصون الإشعاع النيوتروني ، فسيولد 46Sc من نيوترون واحد آخر في النواة الذرية. يمكن استخدام 46Sc ، وهو نظير مشع صناعي ، كمصادر إشعاعية أو يمكن أيضًا استخدام ذرات التتبع في العلاج الإشعاعي للأورام الخبيثة. هناك أيضًا تطبيقات مثل ليزر عقيق الإيتريوم الغاليوم سكانديوم ، والألياف الضوئية بالأشعة تحت الحمراء الزجاجية لفلوريد سكانديوم ، وأنبوب أشعة الكاثود المطلي بالأسكانديوم على التلفزيون. يبدو أن سكانديوم ولدوا بالنور.
صناعة السبائك
استخدم سكانديوم في شكل مادة بسيطة على نطاق واسع في تعاطي المنشطات من سبائك الألومنيوم. طالما تمت إضافة بضعة آلاف من سكانديوم إلى الألومنيوم ، سيتم تشكيل مرحلة Al3Sc جديدة ، والتي ستلعب دورًا في تعديل سبيكة الألومنيوم وتجعل هيكل وخصائص السبيكة تتغير بشكل كبير. يمكن أن تؤدي إضافة 0. 2٪ ~ 0. 4٪ Sc (وهي في الحقيقة نفس نسبة ملح الطبخ المنزلي ، قليلاً) إلى زيادة درجة حرارة إعادة التبلور للسبيكة بمقدار 150 ~ 200 درجة ، وتحسن بشكل كبير قوة درجة الحرارة العالية ، والاستقرار الهيكلي ، وأداء اللحام ومقاومة التآكل ، ويمكن أن تتجنب ظاهرة التقصف التي يسهل حدوثها أثناء العمل طويل الأجل في درجات حرارة عالية. سبائك الألومنيوم عالية القوة والمتانة ، وسبائك الألومنيوم الجديدة القابلة للحام عالية القوة المقاومة للتآكل ، وسبائك الألومنيوم الجديدة ذات درجة الحرارة العالية ، وسبائك الألومنيوم عالية القوة المقاومة للإشعاع النيوتروني ، وما إلى ذلك ، لها آفاق تطوير جذابة للغاية في الفضاء والطيران والسفن ، المفاعلات النووية والمركبات الخفيفة والقطارات عالية السرعة.
سكانديوم هو أيضًا معدل ممتاز للحديد. يمكن أن تحسن كمية صغيرة من سكانديوم بشكل كبير من قوة وصلابة الحديد الزهر. بالإضافة إلى ذلك ، يمكن أيضًا استخدام سكانديوم كمادة مضافة للتنغستن وسبائك الكروم ذات درجة الحرارة العالية. بالطبع ، بالإضافة إلى صنع ملابس الزفاف للآخرين ، نظرًا لأن سكانديوم يتمتع بنقطة انصهار عالية وكثافته قريبة من كثافة الألومنيوم ، فإنه يستخدم أيضًا في السبائك الخفيفة ذات نقطة الانصهار العالية مثل سبائك سكانديوم التيتانيوم وسبائك سكانديوم المغنيسيوم. ولكن نظرًا لارتفاع سعره ، يتم استخدامه بشكل عام فقط في الصناعات التحويلية المتطورة مثل المكوكات الفضائية والصواريخ.
مادة السيراميك
تُستخدم مادة سكانديوم ، وهي مادة بسيطة ، بشكل عام في صناعة السبائك ، وتلعب أكاسيد سكانديوم دورًا مهمًا في مواد السيراميك. على سبيل المثال ، مواد سيراميك الزركونيا رباعي الزركون ، والتي يمكن استخدامها كمواد إلكترود لخلايا وقود الأكسيد الصلب ، لها خاصية خاصة جدًا. ستزداد موصلية هذا المنحل بالكهرباء مع زيادة درجة الحرارة وتركيز الأكسجين في البيئة. ومع ذلك ، لا يمكن للبنية البلورية لهذه المادة الخزفية نفسها أن توجد بثبات وليس لها قيمة صناعية ؛ من أجل الحفاظ على الخصائص الأصلية ، يجب استخدام بعض المواد التي يمكنها إصلاح هذا الهيكل. إن إضافة 6 إلى 10 بالمائة من أكسيد سكانديوم يشبه الهيكل الخرساني ، بحيث يمكن تثبيت الزركونيا على شبكة مربعة الشكل.
هناك أيضًا مواد سيراميك هندسية مثل نيتريد السيليكون ذات القوة العالية ومقاومة درجات الحرارة العالية كمكثف ومثبت.
يمكن أن يشكل أكسيد سكانديوم ، كمكثف ، طور حراري Sc2Si2O7 على حافة الجسيمات الدقيقة ، وبالتالي تقليل تشوه درجات الحرارة العالية للسيراميك الهندسي. بالمقارنة مع الأكاسيد الأخرى ، يمكن لأكسيد سكانديوم تحسين الخواص الميكانيكية ذات درجة الحرارة العالية لنتريد السيليكون بشكل أفضل.
الكيمياء التحفيزية
في الهندسة الكيميائية ، غالبًا ما يستخدم سكانديوم كعامل مساعد. يمكن استخدام Sc2O3 في تجفيف وإزالة أكسدة الإيثانول أو الأيزوبروبانول ، وتحلل حمض الأسيتيك ، وإنتاج الإيثيلين من ثاني أكسيد الكربون و H2. محفز Pt Al المحتوي على Sc2O3 هو محفز مهم لتنقية الزيت الثقيل وعملية التكرير في صناعة البتروكيماويات. في التكسير التحفيزي للكيومين ، على سبيل المثال ، يكون نشاط محفز زيوليت Sc-Y أعلى 1000 مرة من نشاط محفز سيليكات الألومنيوم ؛ بالمقارنة مع بعض المحفزات التقليدية ، فإن احتمالية تطوير محفز سكانديوم ستكون مشرقة للغاية.
صناعة الطاقة النووية
يمكن أن تؤدي إضافة كمية صغيرة من Sc2O3 إلى UO2 في الوقود النووي لمفاعل درجة الحرارة المرتفعة إلى تجنب التحول الشبكي وزيادة الحجم والشقوق الناتجة عن تحويل ثاني أكسيد اليورانيوم إلى ثاني أكسيد اليورانيوم.
خلية الوقود
وبالمثل ، فإن إضافة 2.5 في المائة ~ 25 في المائة سكانديوم إلى بطارية النيكل القلوية سيزيد من عمر الخدمة.
تربية زراعية
في الزراعة ، يمكن معالجة بذور الذرة والبنجر والبازلاء والقمح وعباد الشمس وغيرها بكبريتات سكانديوم (التركيز بشكل عام 10-3 ~ 10-8 مول / لتر ، وستكون النباتات المختلفة مختلفة) ، وقد تم تحقيق التأثير الفعلي لتعزيز الإنبات. بعد 8 ساعات ، زاد الوزن الجاف للجذور والبراعم بنسبة 37 في المائة و 78 في المائة على التوالي مقارنة بالشتلات ، لكن الآلية لا تزال قيد الدراسة.
