照明産業
興味深いことに、スカンジウムの使用 (ドーピングではなく主な作業材料として) は明るい方向に焦点が当てられているため、光の息子と呼んでも過言ではありません。
スカンジウムの最初の魔法の武器はスカンジウム ナトリウム ランプと呼ばれ、何千もの家庭に光をもたらすために使用できます。 これはメタルハライド光源です。電球にはヨウ化ナトリウムとヨウ化スカンジウムが充填されており、スカンジウムとナトリウム箔が同時に追加されています。 高電圧放電中、スカンジウム イオンとナトリウム イオンは、それぞれ固有の発光波長の光を放出します。 ナトリウムのスペクトル線は 589.0 と 589.6 nm の 2 つの有名な黄色の光で、スカンジウムのスペクトル線は 361.3 ~ 424.7 nm で、一連の近紫外光と青色光の放出です。 それらは互いに補完し合うため、生成される全体的な光の色は白色光です。 スカンジウムナトリウムランプが高い発光効率、良好な光色、省電力、長寿命、強力な霧破壊能力を備えているからこそ、テレビカメラや広場、スタジアム、道路照明などに広く使用され、呼ばれています。第三世代の光源。 中国では、この種のランプは新しい技術として徐々に宣伝されていますが、一部の先進国では、この種のランプは 1980 年代初頭から広く使用されていました。
スカンジウムの 2 番目の魔法の武器は太陽電池で、地面に散乱した光を集めて電気に変換し、人間社会を促進します。 スカンジウムは、金属絶縁体半導体シリコン フォトセルおよび太陽電池における最高のバリア金属です。
彼の 3 番目の魔法の武器はレイ ソースと呼ばれ、この魔法の武器はそれ自体で明るく光ることができますが、この種の光は肉眼では受信できず、高エネルギーのフォトン フローです。 通常、スカンジウムの唯一の天然同位体である 45Sc を鉱物から抽出します。 各 45Sc 原子核には、21 個の陽子と 24 個の中性子が含まれています。 老子の錬金術炉にサルを7749日間入れるように原子炉にスカンジウムを入れ、中性子線を吸収させると、原子核にもう1個の中性子の46Scが生まれる。 人工放射性同位体である 46Sc は、放射線源として使用できます。また、トレーサー原子は、悪性腫瘍の放射線治療にも使用できます。 また、イットリウム ガリウム スカンジウム ガーネット レーザー、フッ化スカンジウム ガラス赤外線光ファイバー、テレビのスカンジウム コーティングされた陰極線管などの用途もあります。 スカンジウムは光で生まれたそうです。
合金産業
単体のスカンジウムは、アルミニウム合金のドーピングに広く使用されています。 数千分の 1 のスカンジウムがアルミニウムに添加されている限り、新しい Al3Sc 相が形成され、アルミニウム合金を改質する役割を果たし、合金の構造と特性を大幅に変化させます。 0.2 パーセント ~0.4 パーセントの Sc (これは家庭料理の塩の割合と同じですが、ほんの少しです) を添加すると、合金の再結晶温度を 150~ 上げることができます。 200度まで上昇し、高温強度、構造安定性、溶接性、耐食性を大幅に向上させ、高温での長時間作業で起こりやすい脆化現象を回避することができます。 高強度高靭性アルミニウム合金、新しい高強度耐食性溶接可能アルミニウム合金、新しい高温アルミニウム合金、高強度中性子照射耐性アルミニウム合金などは、航空宇宙、航空、船舶、原子炉、軽自動車、高速列車。
スカンジウムは、鉄の優れた改質剤でもあります。 少量のスカンジウムは、鋳鉄の強度と硬度を大幅に向上させることができます。 さらに、スカンジウムは高温タングステンおよびクロム合金の添加剤としても使用できます。 スカンジウムは融点が高く、密度がアルミニウムに近いため、婚礼衣装としてはもちろん、スカンジウムチタン合金やスカンジウムマグネシウム合金などの高融点軽合金にも使われています。 しかし、価格が高いため、一般的にはスペースシャトルやロケットなどのハイエンド製造業でのみ使用されています.
セラミック素材
単体のスカンジウムは一般的に合金に使われ、酸化スカンジウムはセラミックス材料で重要な役割を果たします。 例えば、固体酸化物燃料電池の電極材料として使用できる正方晶ジルコニアセラミック材料は、非常に特殊な特性を持っています。 この電解質の導電率は、環境中の温度と酸素濃度の増加に伴い増加します。 しかし、このセラミック材料の結晶構造自体は安定して存在することができず、工業的価値はありません。 元の特性を維持するには、この構造を修正できるいくつかの材料をドープする必要があります。 酸化スカンジウムを6~10%添加するとコンクリート構造のようになり、ジルコニアを正方格子状に安定させることができます。
高密度化剤および安定剤として、高強度および高温耐性を備えた窒化ケイ素などのエンジニアリングセラミック材料もあります。
高密度化剤としての酸化スカンジウムは、微粒子の端に耐火相 Sc2Si2O7 を形成できるため、エンジニアリング セラミックスの高温変形が減少します。 他の酸化物と比較して、酸化スカンジウムは窒化ケイ素の高温機械特性をより良く改善することができます。
触媒化学
化学工学では、スカンジウムは触媒としてよく使用されます。 Sc2O3 は、エタノールやイソプロパノールの脱水・脱酸素、酢酸の分解、CO と H2 からのエチレンの生成に使用できます。 Sc2O3 を含む Pt Al 触媒は、石油化学産業における重油の精製および精製プロセスの重要な触媒です。 たとえば、クメンの接触分解では、Sc-Y ゼオライト触媒の活性は、ケイ酸アルミニウム触媒の活性の 1000 倍です。 いくつかの伝統的な触媒と比較して、スカンジウム触媒の開発見通しは非常に明るいでしょう。
原子力産業
高温原子炉の核燃料中の UO2 に少量の Sc2O3 を添加することで、UO2 から U3O8 への変換による格子変態、体積増加、亀裂を回避できます。
燃料電池
同様に、2.5 ～ 25% のスカンジウムをニッケル アルカリ電池に追加すると、耐用年数が長くなります。
農業繁殖
農業では、トウモロコシ、ビート、エンドウ豆、小麦、ヒマワリなどの種子を硫酸スカンジウムで処理できます (濃度は一般に 10-3~10-8 mol/L で、植物によって異なります)。実際の発芽促進効果が得られています。 8時間後、実生と比較して根と芽の乾燥重量がそれぞれ37%と78%増加しましたが、そのメカニズムはまだ研究中です。
