Skandium

J: Scandium memberikan kekuatan transformatif tanpa memerlukan rawatan haba yang bermasalah dan mahal. Khususnya, penambahan skandium boleh meningkatkan kekuatan hasil pada Siri 5000 kepada antara 300Mpa dan 450Mpa, bergantung pada jumlah penambahan, sambil mengekalkan angka pemanjangan (kemuluran) 12-15.

J: Komposisi kimia aloi induk aluminium-skandium ialah 2% skandium dan bakinya ialah 99.7% aluminium. Aloi induk digunakan untuk menambah skandium kepada aloi yang mengandungi Al-Mg-Zr, yang digunakan dalam bentuk kepingan dan plat. Lembaran dan plat ini digunakan terutamanya oleh pengeluar pesawat.

J: Skandium unsur dianggap tidak toksik, dan sedikit ujian haiwan terhadap sebatian skandium telah dilakukan. Tahap separuh dos maut (LD50) untuk skandium (III) klorida untuk tikus telah ditentukan sebagai 4 mg/kg untuk intraperitoneal, dan 755 mg/kg untuk pemberian oral.

J: Kegunaan utama skandium adalah sebagai bahan tambahan aloi kepada aloi berasaskan aluminium untuk barangan sukan dan dalam lampu halida logam berintensiti tinggi.

J: Terdapat dua cara biasa di mana skandium boleh diekstrak.

• Cara pertama ialah mengekstraknya sebagai produk sampingan tailing kilang uranium.
• Kaedah kedua di mana skandium boleh disediakan ialah apabila skandium lebur klorida, litium, dan kalium dielektrolisis menggunakan elektrod zink cair dan dawai tungsten.

J: Unsur Skandium mempunyai sifat yang luas dan kegunaannya telah dibincangkan. Sesetengah sifat sangat boleh dibezakan daripada unsur lain dan ia mentakrifkan pelbagai tujuan dan aplikasi unsur skandium. Lebih banyak penyelidikan sedang dijalankan dalam bidang ini untuk menemui ciri dan aplikasi terkini skandium.

Beberapa sifat penting skandium ialah nombor jisim unsur ini ialah 44.96 u. Scandium tergolong dalam Kumpulan 3, Tempoh 4, dan blok-d jadual berkala. Struktur atom skandium terdiri daripada 21 proton dan 24 neutron. Skandium juga memaparkan sifat keelektronegatifan kerana ia adalah logam. Keelektronegatifan Scandium agak tinggi, iaitu, 1.36.

Skandium biasanya ditemui di Bumi dalam keadaan pengoksidaan +3. Unsur skandium, apabila dalam keadaan pengoksidaan, mempunyai persamaan yang hampir dengan logam nadir lain di Bumi. Oleh kerana jejari ionnya yang sangat kecil, beberapa kelakuan dan ciri skandium jarang berlaku daripada unsur bumi yang lain. Atas sebab yang sama, unsur skandium, dalam bentuk ionnya, adalah asid yang agak kuat dan juga mempunyai kecenderungan yang lebih tinggi untuk membentuk kulit.

A: Skandium adalah salah satu unsur kimia, juga logam yang jarang ditemui di bumi. Pada tahun 1871, Dmitry Ivanovich Mendeleyev, seorang ahli kimia Rusia, meramalkan kewujudan unsur ini. Kemudian ia kemudiannya ditemui oleh Lars Fredrik Nilson pada tahun 1879. Ia diwakili oleh simbol "S". Dalam jadual berkala, nombor atom skandium ialah 21. Berat atom pula ialah 44.965 g/mol. Di bumi, skandium atau "Sc" biasanya ditemui di Scandanavia. Ia berlaku sebagai kuantiti kecil dalam banyak spesies mineral yang terdapat di bumi. Terdapat beberapa sifat serta kegunaan unsur skandium.

Skandium juga merupakan salah satu elemen yang mahal kerana kekurangan dan pengeluarannya yang terhad. Harga skandium tulen boleh menjadi lebih kurang $7000/ setiap kg lebih tinggi daripada itu. Scandium mempunyai kelimpahan kosmik yang tinggi juga. Juga, ia adalah unsur kedua puluh tiga (ke-23) yang paling banyak di matahari.

Ia adalah unsur yang dianggap tidak toksik. Walaupun, tidak banyak penyelidikan yang meluas dari segi isu kesihatan dan keselamatan dengan skandium. Skandium klorida ialah sebatian yang boleh membawa maut. Oleh itu, sebatian ini dan sebatian lain skandium harus dikendalikan dengan berhati-hati kerana ia boleh dipertimbangkan untuk ketoksikan sederhana.

A: Kesan skandium terhadap alam sekitar:

Skandium dibuang ke alam sekitar di banyak tempat yang berbeza, terutamanya oleh industri pengeluar petrol. Ia juga boleh memasuki persekitaran apabila peralatan rumah tangga dibuang. Skandium secara beransur-ansur akan terkumpul di dalam tanah dan tanah air dan ini akhirnya akan membawa kepada peningkatan kepekatan dalam manusia, haiwan dan zarah tanah.

Dengan haiwan air scandium menyebabkan kerosakan pada membran sel, yang mempunyai beberapa pengaruh negatif pada pembiakan dan pada fungsi sistem saraf.

A: Kesan kesihatan skandium:

Skandium tidak mempunyai peranan biologi. Hanya jumlah surih yang mencapai rantai makanan, jadi purata pengambilan harian seseorang adalah kurang daripada 0.1 mikrogram.

Skadium tidak toksik, walaupun terdapat cadangan bahawa beberapa sebatiannya mungkin kanserogenik.

Skandium kebanyakannya berbahaya dalam persekitaran kerja, disebabkan oleh fakta bahawa lembapan dan gas boleh dihidu dengan udara. Ini boleh menyebabkan embolisme paru-paru, terutamanya semasa pendedahan jangka panjang. Skandium boleh menjadi ancaman kepada hati apabila ia terkumpul di dalam tubuh manusia.

J: Skandium diedarkan jarang dan terdapat dalam jumlah surih dalam banyak mineral. Mineral yang jarang ditemui dari Scandinavia dan Madagascar seperti thortveitite, euxenite, dan gadolinite adalah satu-satunya sumber tertumpu unsur ini yang diketahui. Thortveitite boleh mengandungi sehingga 45% skandium dalam bentuk skandium oksida.

J: Scandium-44 ialah isotop perubatan yang menjanjikan untuk pengimejan tomografi pelepasan positron (PET). PET membolehkan doktor mengukur aktiviti sel dalam badan untuk membantu mengenal pasti kanser, penyakit jantung dan keadaan lain. Skandium-44 boleh dihasilkan melalui pereputan radioaktif titanium-44. Kerana ia mereput jauh lebih perlahan daripada skandium-44, kumpulan titanium yang sama-44 boleh menghasilkan skandium yang mencukupi-44 untuk imbasan PET selama bertahun-tahun. Cabarannya ialah untuk mengasingkan skandium-44 daripada titanium-44 dengan pasti di hospital. Kini penyelidik mempunyai penyelesaian baru. Mereka menggunakan molekul organik yang dipanggil hidroksamat untuk melumpuhkan titanium-44 pada resin. Seterusnya, mereka mengeluarkan cecair yang direka untuk mengeluarkan hanya skandium-44 melalui resin. Proses ini boleh diulang apabila lebih banyak skandium{10}} dihasilkan setiap hari.

J: Skandium boleh didapati dalam beberapa bahan makanan seperti butternut, hazelnut biasa, kelapa, dan kacang gajus, yang menjadikan skandium sebagai biomarker yang berpotensi untuk penggunaan produk makanan ini.

J: Melalui proses pengaloian mikro, skandium boleh membantu meningkatkan kekuatan dan kebolehkimpalan kerangka udara aluminium sambil menjana penjimatan bahan api yang ketara untuk pengendali penerbangan. Aloi aluminium-skandium berpotensi menurunkan kos pembuatan langsung dan memaksimumkan kapasiti pembuatan dan pembaikan.

J: Skandium digunakan dalam aloi aluminium-skandium untuk komponen industri aeroangkasa dan untuk peralatan sukan seperti rangka basikal, pancing, aci besi golf dan kayu besbol. Scandium iodide digunakan dalam lampu wap merkuri, yang digunakan untuk meniru cahaya matahari di studio untuk industri filem dan televisyen.

J: Berikut ialah beberapa potensi kemajuan masa depan dalam aloi skandium:

● Pencetakan 3D

Serbuk aloi Sc-Al boleh digunakan untuk mencetak struktur logam kompleks 3D.

● Pertahanan

Aloi skandium-aluminium boleh menggantikan perisai keluli berkekuatan tinggi dalam platform tentera dan aloi titanium gred aeroangkasa dalam jet pejuang.

● Pemberat ringan

Aloi skandium boleh mengurangkan berat kenderaan, yang boleh meningkatkan penjimatan bahan api.

● Sel bahan api oksida pepejal

Skandium boleh digunakan dalam sel bahan api oksida pepejal untuk kegunaan dan aplikasi skala komersial.

J: Ya, skandium boleh dialoi dengan logam lain untuk membentuk aloi skandium. Aloi yang paling biasa ialah aloi aluminium-skandium, sering dirujuk sebagai "aloi skandium-aluminium" atau hanya "aloi skandium." Aloi ini biasanya mengandungi peratusan kecil skandium, selalunya dalam julat 0.1% hingga 0.5%. Penambahan skandium kepada aluminium boleh meningkatkan sifat-sifat tertentu aloi.

J: Skandium boleh menjejaskan struktur dan sifat aloi aluminium dengan ketara. Skandium boleh:

● Meningkatkan kekuatan

Skandium boleh menguatkan aluminium dalam tiga cara:

● Meningkatkan kebolehkimpalan

Skandium boleh mengurangkan keretakan panas dalam kimpalan dan meningkatkan kekuatan dalam kimpalan.

● Meningkatkan rintangan kakisan

Skandium boleh menambah baik atau menstabilkan kemuluran bahan.

● Memperbaiki tingkah laku keletihan

Skandium boleh mencipta aloi superplastik yang boleh terbentuk pada kadar terikan sehingga 10− 2 s− 1.

J: Ya, aloi skandium boleh dikitar semula sepenuhnya. Ia boleh digabungkan dengan aloi lain tanpa mencemarkan aliran kitar semula. Walau bagaimanapun, mungkin lebih menjimatkan untuk mengasingkannya berdasarkan nilai.