スカンジウム

A: スカンジウムは、問題がありコストのかかる熱処理を必要とせずに、変形強度を実現します。 具体的には、スカンジウムを添加すると、伸び (延性) の数値 12-15 を維持しながら、添加量に応じて 5000 シリーズの降伏強度を 300Mpa ～ 450Mpa まで高めることができます。

A: アルミニウム - スカンジウム母合金の化学組成は、スカンジウム 2% で、残りはアルミニウム 99.7% です。 母合金は、Al-Mg-Zr 含有合金にスカンジウムを添加するために使用され、シートおよびプレートの形で使用されます。 これらのシートおよびプレートは主に航空機メーカーで使用されます。

A: 元素状スカンジウムは無毒であると考えられており、スカンジウム化合物の動物実験はほとんど行われていません。 ラットに対する塩化スカンジウム (III) の半致死量 (LD50) レベルは、腹腔内投与では 4 mg/kg、経口投与では 755 mg/kg と決定されています。

A: スカンジウムの主な用途は、スポーツ用品や高輝度メタルハライドランプ用のアルミニウムベースの合金への合金添加剤としてです。

A: スカンジウムを抽出するには 2 つの一般的な方法があります。

• 最初の方法は、ウラン工場の尾鉱の副産物としてそれを抽出することです。
• スカンジウムを製造できる 2 番目の方法は、溶融亜鉛とタングステン ワイヤの電極を使用して溶融塩化スカンジウム、リチウム、カリウムを電気分解する方法です。

A: スカンジウム元素には膨大な特性があり、その用途については議論されています。 いくつかの特性は他の元素と非常に区別でき、それがスカンジウム元素のさまざまな目的と用途を定義します。 スカンジウムの最近の特徴と用途を発見するために、この分野ではさらなる研究が行われています。

スカンジウムの重要な特性は、この元素の質量数が 44.96 u であることです。 スカンジウムは、周期表の第 3 族、第 4 周期、d ブロックに属します。 スカンジウムの原子構造は、21 個の陽子と 24 個の中性子で構成されています。 スカンジウムは金属であるため、電気陰性度の特性も示します。 スカンジウムの電気陰性度は 1.36 と比較的高くなります。

スカンジウムは地球上で一般的に +3 酸化状態で見られます。 元素スカンジウムは、酸化状態にあるとき、地球上の他のレアメタルとよく似ています。 スカンジウムのイオン半径は非常に小さいため、他の地球元素ではまれな挙動や特性もあります。 同じ理由で、元素スカンジウムはイオンの形では比較的強い酸であり、顔色を形成する傾向も高くなります。

A: スカンジウムは化学元素の 1 つで、地球上に存在するレアメタルでもあります。 1871 年、ロシアの化学者ドミトリー・イワノビッチ・メンデレーエフは、この元素の存在を予測しました。 その後、1879 年にラース フレドリック ニルソンによって発見されました。記号「S」で表されます。 周期表では、スカンジウムの原子番号は 21 です。一方、原子量は 44.965 g/mol です。 地球上では、スカンジウムまたは「Sc」はスカンジナビアでよく見つかります。 それは地球上に見られる多くの鉱物種中に微量として存在します。 元素スカンジウムにはいくつかの特性と用途があります。

スカンジウムは、希少性と生産量が限られているため、高価な元素の 1 つでもあります。 純粋なスカンジウムの価格は、1 kg あたり約 7000 ドルになる可能性があり、それよりもさらに高くなる場合があります。 スカンジウムは宇宙的にも豊富に存在します。 また、太陽の中で23番目に豊富な元素でもあります。

それは無毒であると考えられている元素です。 ただし、スカンジウムの健康と安全の問題に関しては、あまり広範な研究はありません。 塩化スカンジウムは致死量となる可能性がある化合物です。 したがって、この化合物および他のスカンジウム化合物は中程度の毒性があると考えられるため、慎重に取り扱う必要があります。

A: スカンジウムが環境に及ぼす影響:

スカンジウムは、主に石油生産産業によって、さまざまな場所で環境中に投棄されています。 家庭用機器が廃棄されるときにも環境に侵入する可能性があります。 スカンジウムは土壌や水土壌に徐々に蓄積し、最終的には人間、動物、土壌粒子中の濃度が増加します。

水中の動物では、スカンジウムは細胞膜​​に損傷を与え、生殖や神経系の機能にいくつかの悪影響を及ぼします。

A: スカンジウムの健康への影響:

スカンジウムには生物学的な役割はありません。 食物連鎖に到達するのは微量のみであるため、平均的な人の 1 日の摂取量は 0.1 マイクログラム未満です。

スカジウムには毒性はありませんが、その化合物の一部には発がん性がある可能性があるという示唆があります。

スカンジウムは、湿気やガスが空気とともに吸い込まれる可能性があるため、作業環境ではほとんど危険です。 これは、特に長期曝露中に肺塞栓症を引き起こす可能性があります。 スカンジウムは人体に蓄積すると肝臓に脅威を与える可能性があります。

A: スカンジウムはまばらに分布しており、多くの鉱物中に微量存在します。 この元素の濃縮源として知られているのは、ソルトベイタイト、ユークセナイト、ガドリナイトなどのスカンジナビアおよびマダガスカル産の希少鉱物だけです。 トートベイタイトには、酸化スカンジウムの形で最大 45% のスカンジウムが含まれる場合があります。

A: スカンジウム-44は、陽電子放射断層撮影 (PET) イメージング用の有望な医療用同位体です。 PET を使用すると、医師は体内の細胞の活動を測定して、がん、心臓病、その他の状態を特定することができます。 スカンジウム-44は、チタン-44の放射性崩壊によって生成できます。 チタンはスカンジウム-44よりもはるかにゆっくりと崩壊するため、同じバッチのチタン-44で、長年のPETスキャンに十分な量のスカンジウム-44を生成できます。 課題は、病院でスカンジウム-44をチタン-44から確実に分離することです。 現在、研究者は新しい解決策を見つけました。 彼らはヒドロキサメートと呼ばれる有機分子を使用してチタン-44を樹脂に固定しました。 次に、スカンジウム-44のみを除去するように設計された液体を樹脂に通しました。 毎日より多くのスカンジウム-44が生成されるにつれて、このプロセスを繰り返すことができます。

A: スカンジウムはバターナッツ、一般的なヘーゼルナッツ、ココナッツ、カシュー ナッツなどの多くの食品に含まれているため、スカンジウムはこれらの食品の摂取に関する潜在的なバイオマーカーになります。

A: マイクロアロイプロセスを通じて、スカンジウムはアルミニウム機体の強度と溶接性を向上させると同時に、航空会社にとって大幅な燃料節約をもたらします。 アルミニウム - スカンジウム合金には、直接的な製造コストを削減し、製造および修理能力を最大化する可能性があります。

A: スカンジウムは、航空宇宙産業の部品や、自転車のフレーム、釣り竿、ゴルフのアイアンのシャフト、野球のバットなどのスポーツ用品のアルミニウム - スカンジウム合金に使用されています。 ヨウ化スカンジウムは、映画やテレビ業界のスタジオで太陽光を再現するために使用される水銀灯に使用されています。

A: スカンジウム合金の将来の潜在的な進歩は次のとおりです。

● 3Dプリント

Sc-Al 合金粉末は、複雑な金属構造の 3D プリントに使用できます。

●ディフェンス

スカンジウム - アルミニウム合金は、軍用プラットフォームの高強度鋼装甲や戦闘機の航空宇宙グレードのチタン合金に取って代わる可能性があります。

●軽量化

スカンジウム合金は車両の重量を軽減し、燃費を向上させる可能性があります。

●固体酸化物形燃料電池

スカンジウムは、固体酸化物型燃料電池で実用および商業規模の用途に使用できる可能性があります。

A: はい、スカンジウムは他の金属と合金化してスカンジウム合金を形成できます。 最も一般的な合金はアルミニウム - スカンジウム合金で、「スカンジウム - アルミニウム合金」または単に「スカンジウム合金」と呼ばれることがよくあります。 この合金には通常、少量のスカンジウムが含まれており、多くの場合、0.1% ～ 0.5% の範囲になります。 アルミニウムにスカンジウムを添加すると、合金の特定の特性を向上させることができます。

A: スカンジウムはアルミニウム合金の構造と特性に大きな影響を与える可能性があります。 スカンジウムは次のことができます。

●強度の向上

スカンジウムは次の 3 つの方法でアルミニウムを強化できます。

●溶接性の向上

スカンジウムは溶接部の高温割れを軽減し、溶接部の強度を高めることができます。

●耐食性の向上

スカンジウムは材料の延性を向上または安定化させることができます。

● 疲労行動を改善する

スカンジウムは、最大 10-2 s-1 のひずみ速度で形成できる超塑性合金を作成できます。

A: はい、スカンジウム合金は完全にリサイクル可能です。 リサイクルの流れを汚染することなく、他の合金と組み合わせることができます。 ただし、値に基づいてそれらを分離する方が経済的である場合があります。