Uporaba skandijevega oksida
Kemijska formulaskandijev oksidje Sc2O3. Lastnosti: bela trdna snov. S kubično strukturo redkozemeljskega seskvioksida. Gostota 3,864. Tališče 2403 ℃ 20 ℃. Netopen v vodi, topen v vroči kislini. Pripravljen je s termičnim razpadom skandijeve soli. Uporablja se lahko kot izhlapevalni material za polprevodniške premaze. Izdeluje trdne laserje s spremenljivo valovno dolžino, elektronske topove za visokoločljivostne televizorje, kovinske halogenidne sijalke itd.
Skandijev oksid (Sc2O3) je eden najpomembnejših skandijevih produktov. Njegove fizikalne in kemijske lastnosti so podobne lastnostim redkih zemeljskih oksidov (kot so La2O3, Y2O3 in Lu2O3 itd.), zato so proizvodne metode, ki se uporabljajo pri proizvodnji, zelo podobne. Iz Sc2O3 se lahko proizvede kovinski skandij (sc), različne soli (ScCl3, ScF3, ScI3, Sc2(C2O4)3 itd.) in različne skandijeve zlitine (serije Al-Sc, Al-Zr-Sc). Ti skandijevi produkti imajo praktično tehnično vrednost in dober ekonomski učinek. Sc2O3 se pogosto uporablja valuminijeva zlitina, električni vir svetlobe, laser, katalizator, aktivator, keramika, vesoljska industrija in tako naprej zaradi svojih lastnosti. Trenutno je v nadaljevanju opisano stanje uporabe Sc2O3 na področju zlitin, električnih virov svetlobe, katalizatorjev, aktivatorjev in keramike na Kitajskem in po svetu.
(1) uporaba zlitine
Trenutno ima zlitina Al-Sc, izdelana iz Sc in Al, prednosti nizke gostote (SC = 3,0 g/cm3, Al = 2,7 g/cm3), visoke trdnosti, visoke trdote, dobre plastičnosti, močne odpornosti proti koroziji in toplotne stabilnosti itd. Zato se dobro uporablja v konstrukcijskih delih raket, vesoljske in letalske industrije, avtomobilov in ladij ter se postopoma preusmerja v civilno uporabo, kot so ročaji športnih naprav (hokej in baseball). Ima značilnosti visoke trdnosti, visoke togosti in majhne teže ter je zelo praktična.
Skandij igra predvsem vlogo modifikacije in prečiščevanja zrn v zlitini, kar vodi do nastanka nove faze tipa Al3Sc z odličnimi lastnostmi. Zlitina Al-Sc je oblikovala vrsto serij zlitin, na primer Rusija je dosegla 17 vrst serije Al-Sc, Kitajska pa ima tudi več zlitin (kot so zlitine Al-Mg-Sc-Zr in Al-Zn-Mg-Sc). Značilnosti te vrste zlitine ni mogoče nadomestiti z drugimi materiali, zato sta z razvojnega vidika njen razvoj in potencial uporabe velika in pričakuje se, da bo v prihodnosti postala velika uporaba. Rusija je na primer industrializirala proizvodnjo in hitro razvila lahke konstrukcijske dele, Kitajska pa pospešuje svoje raziskave in uporabo, zlasti v vesoljski in letalski industriji.
(2) uporaba novih materialov za električne svetlobne vire
ČistoSc2O3je bil pretvorjen v ScI3 in nato z NaI predelan v nov električni svetlobni vir tretje generacije, ki je bil predelan v skandijevo-natrijevo halogensko sijalko za razsvetljavo (za vsako sijalko je bilo uporabljenih približno 0,1 mg ~ 10 mg Sc2O3 ≥ 99 % materiala). Pod vplivom visoke napetosti je skandijeva spektralna črta modra, natrijeva pa rumena, obe barvi pa medsebojno sodelujeta pri ustvarjanju svetlobe, podobne sončni svetlobi. Svetloba ima prednosti visoke svetilnosti, dobre barve svetlobe, varčevanja z energijo, dolge življenjske dobe in močne moči preprečevanja megle.
(3) Uporaba laserskih materialov
Gadolinijev galij-skandijev granat (GGSG) se lahko pripravi z dodajanjem čistega Sc2O3 ≥ 99,9 % k GGG, njegova sestava pa je tipa Gd3Sc2Ga3O12. Emisijska moč laserja tretje generacije, izdelanega iz njega, je 3,0-krat večja kot pri laserju z enako prostornino, kar je doseglo visoko zmogljivo in miniaturizirano lasersko napravo, povečalo izhodno moč laserskega nihanja in izboljšalo delovanje laserja. Pri pripravi monokristala je vsak naboj tehtal 3 kg do 5 kg, pri čemer se doda približno 1,0 kg surovin z vsebnostjo Sc2O3 ≥ 99,9 %. Trenutno se ta vrsta laserja pogosto uporablja v vojaški tehnologiji in postopoma se prebija tudi v civilno industrijo. Z vidika razvoja ima v prihodnosti velik potencial za vojaško in civilno uporabo.
(4) uporaba elektronskih materialov
Čisti Sc2O3 se lahko uporablja kot aktivator oksidacijske katode za katodni elektronski top barvne televizijske kinocevi z dobrim učinkom. Na katodo barvne cevi popršite plast oksida Ba, Sr in Ca debeline enega milimetra, nato pa razpršite plastSc2O3z debelino 0,1 milimetra. V katodi oksidne plasti Mg in Sr reagirata z Ba, kar spodbuja redukcijo Ba, sproščeni elektroni pa so bolj aktivni in oddajajo velike tokovne elektrone, zaradi česar fosfor oddaja svetlobo. V primerjavi s katodo brez prevleke Sc2O3 lahko gostoto toka poveča za 4-krat, sliko na televiziji naredi jasnejšo in življenjsko dobo katode podaljša za 3-krat. Količina Sc2O3, uporabljena za vsako 21-palčno razvijalno katodo, je 0,1 mg. Trenutno se ta katoda uporablja v nekaterih državah sveta, na primer na Japonskem, kar lahko izboljša konkurenčnost na trgu in spodbudi prodajo televizorjev.
Čas objave: 4. julij 2022