మాయా అరుదైన భూమి మూలకాల స్కాండియం

Sకాండీయం. దీని ప్రధాన వాలెన్స్+3. ఇది తరచుగా గాడోలినియం, ఎర్బియం మరియు ఇతర అంశాలతో కలుపుతారు, తక్కువ దిగుబడి మరియు క్రస్ట్‌లో సుమారు 0.0005% కంటెంట్ ఉంటుంది. స్కాండియం తరచుగా ప్రత్యేక గాజు మరియు తేలికపాటి అధిక-ఉష్ణోగ్రత మిశ్రమాలను తయారు చేయడానికి ఉపయోగిస్తారు.

ప్రస్తుతం, ప్రపంచంలో స్కాండియం యొక్క నిరూపితమైన నిల్వలు కేవలం 2 మిలియన్ టన్నులు మాత్రమే, వీటిలో 90 ~ 95% బాక్సైట్, ఫాస్ఫోరైట్ మరియు ఐరన్ టైటానియం ఖనిజాలలో ఉన్నాయి, మరియు యురేనియం, థోరియం, టంగ్స్టన్ మరియు అరుదైన ఎర్త్ ఒరేస్లలో ఒక చిన్న భాగం, ప్రధానంగా రష్యా, చైనా, తాజికిస్తాన్, మడగస్కర్, మదగర్ మరియు ఇతర దేశాలలో పంపిణీ చేయబడింది. చైనాకు స్కాండియం వనరులు చాలా గొప్పవి, స్కాండియంకు సంబంధించిన భారీ ఖనిజ నిల్వలు ఉన్నాయి. అసంపూర్ణ గణాంకాల ప్రకారం, చైనాలో స్కాండియం యొక్క నిల్వలు సుమారు 600000 టన్నులు, ఇవి బాక్సైట్ మరియు ఫాస్ఫోరైట్ నిక్షేపాలలో ఉన్నాయి, దక్షిణ చైనాలో పోర్ఫిరీ మరియు క్వార్ట్జ్ సిర టంగ్స్టన్ నిక్షేపాలు, దక్షిణ చైనాలో అరుదైన భూమి నిక్షేపాలు, బయాన్ ఓబో రేర్ ఇనుము ధాతువు ఇనుము నిక్షేపం మరియు పంజిహువా వానాడియం.

స్కాండియం కొరత కారణంగా, స్కాండియం ధర కూడా చాలా ఎక్కువగా ఉంది, మరియు దాని గరిష్ట స్థాయిలో, స్కాండియం ధర బంగారం ధర కంటే 10 రెట్లు పెరిగింది. స్కాండియం ధర పడిపోయినప్పటికీ, ఇది ఇప్పటికీ బంగారం ధర కంటే నాలుగు రెట్లు ఎక్కువ!

చరిత్రను కనుగొనడం

1869 లో, కాల్షియం (40) మరియు టైటానియం (48) మధ్య అణు ద్రవ్యరాశిలో అంతరాన్ని మెండెలీవ్ గమనించాడు మరియు ఇక్కడ కనుగొనబడని ఇంటర్మీడియట్ అణు మూలకం కూడా ఉందని icted హించారు. దాని ఆక్సైడ్ x ₂ o is అని అతను icted హించాడు. స్కాండియంను 1879 లో స్వీడన్లోని ఉప్ప్సల విశ్వవిద్యాలయానికి చెందిన లార్స్ ఫ్రెడెరిక్ నిల్సన్ కనుగొన్నారు. అతను దానిని బ్లాక్ అరుదైన బంగారు గని నుండి సేకరించాడు, ఇది 8 రకాల మెటల్ ఆక్సైడ్లను కలిగి ఉన్న సంక్లిష్ట ధాతువు. అతను సేకరించాడుఎర్బియం (iii) ఆక్సైడ్నలుపు అరుదైన బంగారు ధాతువు నుండి, మరియు పొందబడిందిYtterbium (iii) ఆక్సైడ్ఈ ఆక్సైడ్ నుండి, మరియు తేలికైన మూలకం యొక్క మరొక ఆక్సైడ్ ఉంది, దీని స్పెక్ట్రం ఇది తెలియని లోహం అని చూపిస్తుంది. ఇది మెండెలీవ్ అంచనా వేసిన లోహం, దీని ఆక్సైడ్Sc₂o₃. స్కాండియం లోహం నుండి ఉత్పత్తి చేయబడిందిస్కాండియం క్లోరైడ్1937 లో విద్యుద్విశ్లేషణ ద్రవీభవన ద్వారా.

మెండెలీవ్

ఎలక్ట్రాన్ కాన్ఫిగరేషన్

ఎలక్ట్రాన్ కాన్ఫిగరేషన్: 1S2 2S2 2P6 3S2 3P6 4S2 3D1

స్కాండియం మెటల్

స్కాండియం అనేది మృదువైన, వెండి తెలుపు పరివర్తన లోహం, ఇది 1541 of యొక్క ద్రవీభవన స్థానం మరియు 2831 of యొక్క మరిగే బిందువు.

కనుగొన్న తరువాత గణనీయమైన కాలం, ఉత్పత్తిలో ఇబ్బంది కారణంగా స్కాండియం వాడకం ప్రదర్శించబడలేదు. అరుదైన భూమి మూలకం విభజన పద్ధతుల యొక్క పెరుగుతున్న మెరుగుదలతో, స్కాండియం సమ్మేళనాలను శుద్ధి చేయడానికి ఇప్పుడు పరిపక్వ ప్రక్రియ ప్రవాహం ఉంది. స్కాండియం వైట్రియం మరియు లాంతనైడ్ కంటే తక్కువ ఆల్కలీన్ అయినందున, హైడ్రాక్సైడ్ బలహీనమైనది, కాబట్టి స్కాండియం కలిగిన అరుదైన భూమి మూలకం మిశ్రమ ఖనిజ అరుదైన భూమి మూలకం నుండి “స్టెప్ అవపాతం” పద్ధతి ద్వారా వేరు చేయబడుతుంది, స్కాండియం (iii) హైడ్రాక్సైడ్ను ద్రావణంలో బదిలీ చేసిన తరువాత అమ్మోనియాతో చికిత్స చేస్తారు. ఇతర పద్ధతి నైట్రేట్ యొక్క ధ్రువ కుళ్ళిపోవడం ద్వారా స్కాండియం నైట్రేట్‌ను వేరు చేయడం. స్కాండియం నైట్రేట్ కుళ్ళిపోవడానికి సులభమైనది కాబట్టి, స్కాండియం వేరు చేయవచ్చు. అదనంగా, యురేనియం, థోరియం, టంగ్స్టన్, టిన్ మరియు ఇతర ఖనిజ నిక్షేపాల నుండి స్కాండియం యొక్క సమగ్ర పునరుద్ధరణ కూడా స్కాండియం యొక్క ముఖ్యమైన మూలం.

స్వచ్ఛమైన స్కాండియం సమ్మేళనాన్ని పొందిన తరువాత, ఇది SCCL గా మార్చబడుతుంది మరియు KCL మరియు LICL తో కరిగించబడుతుంది. కరిగిన జింక్‌ను విద్యుద్విశ్లేషణ కోసం కాథోడ్‌గా ఉపయోగిస్తారు, దీనివల్ల స్కాండియం జింక్ ఎలక్ట్రోడ్‌లో అవక్షేపించబడుతుంది. అప్పుడు, లోహ స్కాండియం పొందటానికి జింక్ ఆవిరైపోతుంది. ఇది చాలా చురుకైన రసాయన లక్షణాలతో కూడిన తేలికపాటి వెండి తెల్లటి లోహం, ఇది హైడ్రోజన్ వాయువును ఉత్పత్తి చేయడానికి వేడి నీటితో స్పందించగలదు. కాబట్టి మీరు చిత్రంలో చూసే మెటల్ స్కాండియం ఒక సీసాలో మూసివేయబడి ఆర్గాన్ వాయువుతో రక్షించబడుతుంది, లేకపోతే స్కాండియం త్వరగా ముదురు పసుపు లేదా బూడిద ఆక్సైడ్ పొరను ఏర్పరుస్తుంది, దాని మెరిసే లోహ మెరుపును కోల్పోతుంది.

అనువర్తనాలు

లైటింగ్ పరిశ్రమ

స్కాండియం యొక్క ఉపయోగాలు చాలా ప్రకాశవంతమైన దిశలలో కేంద్రీకృతమై ఉన్నాయి మరియు దీనిని కాంతి కుమారుడు అని పిలవడం అతిశయోక్తి కాదు. స్కాండియం యొక్క మొదటి మేజిక్ ఆయుధాన్ని స్కాండియం సోడియం లాంప్ అంటారు, దీనిని వేలాది గృహాలకు కాంతిని తీసుకురావడానికి ఉపయోగపడుతుంది. ఇది ఒక మెటల్ హాలైడ్ ఎలక్ట్రిక్ లైట్: బల్బ్ సోడియం అయోడైడ్ మరియు స్కాండియం ట్రైయోడిడ్‌తో నిండి ఉంటుంది మరియు అదే సమయంలో స్కాండియం మరియు సోడియం రేకును కలుపుతారు. అధిక-వోల్టేజ్ ఉత్సర్గ సమయంలో, స్కాండియం అయాన్లు మరియు సోడియం అయాన్లు వరుసగా వాటి లక్షణ ఉద్గార తరంగదైర్ఘ్యాల కాంతిని విడుదల చేస్తాయి. సోడియం యొక్క స్పెక్ట్రల్ పంక్తులు 589.0 మరియు 589.6 nm, రెండు ప్రసిద్ధ పసుపు లైట్లు, స్కాండియం యొక్క స్పెక్ట్రల్ పంక్తులు 361.3 ~ 424.7 nm, ఇది అతినీలలోహిత మరియు నీలి కాంతి ఉద్గారాల శ్రేణి. అవి ఒకదానికొకటి సంపూర్ణంగా ఉన్నందున, ఉత్పత్తి అయ్యే మొత్తం కాంతి రంగు తెలుపు కాంతి. స్కాండియం సోడియం దీపాలు అధిక ప్రకాశించే సామర్థ్యం, ​​మంచి లేత రంగు, విద్యుత్ పొదుపు, సుదీర్ఘ సేవా జీవితం మరియు బలమైన పొగమంచు బ్రేకింగ్ సామర్ధ్యం యొక్క లక్షణాలను కలిగి ఉన్నాయి, అవి టెలివిజన్ కెమెరాలు, చతురస్రాలు, క్రీడా వేదికలు మరియు రోడ్ లైటింగ్ కోసం విస్తృతంగా ఉపయోగించబడతాయి మరియు వీటిని మూడవ తరం కాంతి వనరులు అని పిలుస్తారు. చైనాలో, ఈ రకమైన దీపం క్రమంగా కొత్త సాంకేతిక పరిజ్ఞానంగా ప్రచారం చేయబడుతోంది, కొన్ని అభివృద్ధి చెందిన దేశాలలో, ఈ రకమైన దీపం 1980 ల ప్రారంభంలోనే విస్తృతంగా ఉపయోగించబడింది.

స్కాండియం యొక్క రెండవ మేజిక్ ఆయుధం సౌర కాంతివిపీడన కణాలు, ఇది భూమిపై చెల్లాచెదురుగా ఉన్న కాంతిని సేకరించి మానవ సమాజాన్ని నడపడానికి విద్యుత్తుగా మార్చగలదు. మెటల్ ఇన్సులేటర్ సెమీకండక్టర్ సిలికాన్ సౌర కణాలు మరియు సౌర ఘటాలలో స్కాండియం ఉత్తమ అవరోధం.

దీని మూడవ మేజిక్ ఆయుధాన్ని γ ray source అని పిలుస్తారు, ఈ మేజిక్ ఆయుధం దాని స్వంతంగా ప్రకాశవంతంగా ప్రకాశిస్తుంది, అయితే ఈ రకమైన కాంతిని నగ్న కన్ను ద్వారా పొందలేము, ఇది అధిక-శక్తి ఫోటాన్ ప్రవాహం. మేము సాధారణంగా 45SC ను ఖనిజాల నుండి సంగ్రహిస్తాము, ఇది స్కాండియం యొక్క ఏకైక సహజ ఐసోటోపులు. ప్రతి 45SC న్యూక్లియస్‌లో 21 ప్రోటాన్లు మరియు 24 న్యూట్రాన్లు ఉన్నాయి. 46SC, ఒక కృత్రిమ రేడియోధార్మిక ఐసోటోప్, γ రేడియేషన్ వనరులు లేదా ట్రేసర్ అణువులను ప్రాణాంతక కణితుల రేడియోథెరపీకి కూడా ఉపయోగించవచ్చు. Yttrium గాలియం స్కాండియం గార్నెట్ లేజర్ వంటి అనువర్తనాలు కూడా ఉన్నాయి,స్కాండియం ఫ్లోరైడ్గ్లాస్ ఇన్ఫ్రారెడ్ ఆప్టికల్ ఫైబర్, మరియు స్కాండియం కోటెడ్ కాథోడ్ రే ట్యూబ్ టెలివిజన్‌లో. స్కాండియం ప్రకాశంతో పుట్టిందని తెలుస్తోంది.

మిశ్రమం పరిశ్రమ

దాని ఎలిమెంటల్ రూపంలో స్కాండియం అల్యూమినియం మిశ్రమాలను డోపింగ్ చేయడానికి విస్తృతంగా ఉపయోగించబడింది. కొన్ని వేల స్కాండియం అల్యూమినియంకు జోడించబడినంతవరకు, కొత్త AL3SC దశ ఏర్పడుతుంది, ఇది అల్యూమినియం మిశ్రమంలో మెటామార్ఫిజం పాత్రను పోషిస్తుంది మరియు మిశ్రమం యొక్క నిర్మాణం మరియు లక్షణాలను గణనీయంగా మార్చేలా చేస్తుంది. 0.2% ~ 0.4% SC ని జోడించడం (ఇది ఇంట్లో వేయించిన కూరగాయలను కదిలించడానికి ఉప్పును జోడించే నిష్పత్తికి సమానంగా ఉంటుంది, కొంచెం మాత్రమే అవసరం) మిశ్రమం యొక్క పున ry స్థాపన ఉష్ణోగ్రతను 150-200 by ద్వారా పెంచుతుంది మరియు అధిక-ఉష్ణోగ్రత బలం, నిర్మాణాత్మక స్థిరత్వం, వెల్డింగ్ పనితీరు మరియు తుడిచిపెట్టడం గణనీయంగా మెరుగుపరుస్తుంది. ఇది అధిక ఉష్ణోగ్రతల వద్ద దీర్ఘకాలిక పని సమయంలో సంభవించే ఎంబిటిల్మెంట్ దృగ్విషయాన్ని కూడా నివారించవచ్చు. అధిక బలం మరియు అధిక మొండితనం అల్యూమినియం మిశ్రమం, కొత్త-బలం గల తుప్పు-తుప్పు-నిరోధక వెల్డబుల్ అల్యూమినియం మిశ్రమం, కొత్త అధిక-ఉష్ణోగ్రత అల్యూమినియం మిశ్రమం, అధిక-బలం గల న్యూట్రాన్ వికిరణ నిరోధక అల్యూమినియం మిశ్రమం మొదలైనవి ఏరోస్పేస్, వివేకం, ఓడలు, అణు రియాక్టర్లు, లైట్ వెదర్ మరియు హై-స్పీడ్ ట్రెయిన్‌లలో చాలా ఆకర్షణీయమైన అభివృద్ధి అవకాశాలను కలిగి ఉన్నాయి.

స్కాండియం ఇనుము కోసం ఒక అద్భుతమైన మాడిఫైయర్, మరియు తక్కువ మొత్తంలో స్కాండియం కాస్ట్ ఇనుము యొక్క బలం మరియు కాఠిన్యాన్ని గణనీయంగా మెరుగుపరుస్తుంది. అదనంగా, స్కాండియం అధిక-ఉష్ణోగ్రత టంగ్స్టన్ మరియు క్రోమియం మిశ్రమాలకు సంకలితంగా కూడా ఉపయోగించవచ్చు. వాస్తవానికి, ఇతరులకు వివాహ దుస్తులను తయారు చేయడంతో పాటు, స్కాండియం అధిక ద్రవీభవన స్థానాన్ని కలిగి ఉంది మరియు దాని సాంద్రత అల్యూమినియం మాదిరిగానే ఉంటుంది మరియు స్కాండియం టైటానియం మిశ్రమం మరియు స్కాండియం మెగ్నీషియం మిశ్రమం వంటి అధిక ద్రవీభవన పాయింట్ తేలికపాటి మిశ్రమాలలో కూడా దీనిని ఉపయోగిస్తారు. అయినప్పటికీ, దాని అధిక ధర కారణంగా, ఇది సాధారణంగా స్పేస్ షటిల్స్ మరియు రాకెట్స్ వంటి అధిక-ముగింపు ఉత్పాదక పరిశ్రమలలో మాత్రమే ఉపయోగించబడుతుంది.

సిరామిక్ పదార్థం

స్కాండియం, ఒకే పదార్ధం సాధారణంగా మిశ్రమాలలో ఉపయోగించబడుతుంది మరియు దాని ఆక్సైడ్లు సిరామిక్ పదార్థాలలో ఇదే విధంగా ముఖ్యమైన పాత్ర పోషిస్తాయి. సాలిడ్ ఆక్సైడ్ ఇంధన కణాల కోసం ఎలక్ట్రోడ్ పదార్థంగా ఉపయోగించబడే టెట్రాగోనల్ జిర్కోనియా సిరామిక్ పదార్థం, ఒక ప్రత్యేకమైన ఆస్తిని కలిగి ఉంది, ఇక్కడ ఈ ఎలక్ట్రోలైట్ యొక్క వాహకత పెరుగుతున్న ఉష్ణోగ్రత మరియు పర్యావరణంలో ఆక్సిజన్ గా ration తతో పెరుగుతుంది. ఏదేమైనా, ఈ సిరామిక్ పదార్థం యొక్క క్రిస్టల్ నిర్మాణం స్థిరంగా ఉండదు మరియు పారిశ్రామిక విలువ లేదు; దాని అసలు లక్షణాలను నిర్వహించడానికి ఈ నిర్మాణాన్ని పరిష్కరించగల కొన్ని పదార్ధాలను డోపింగ్ చేయడం అవసరం. 6 ~ 10% స్కాండియం ఆక్సైడ్‌ను జోడించడం కాంక్రీట్ నిర్మాణం లాంటిది, తద్వారా జిర్కోనియాను చదరపు జాలకపై స్థిరీకరించవచ్చు.

అధిక-బలం మరియు అధిక-ఉష్ణోగ్రత నిరోధక సిలికాన్ నైట్రైడ్ వంటి ఇంజనీరింగ్ సిరామిక్ పదార్థాలు కూడా డెన్సిఫైయర్లు మరియు స్టెబిలైజర్‌లు ఉన్నాయి.

డెన్సిఫైయర్ వలె,స్కాండియం ఆక్సైడ్చక్కటి కణాల అంచున వక్రీభవన దశ SC2SI2O7 ను ఏర్పరుస్తుంది, తద్వారా ఇంజనీరింగ్ సిరామిక్స్ యొక్క అధిక-ఉష్ణోగ్రత వైకల్యాన్ని తగ్గిస్తుంది. ఇతర ఆక్సైడ్లతో పోలిస్తే, ఇది సిలికాన్ నైట్రైడ్ యొక్క అధిక-ఉష్ణోగ్రత యాంత్రిక లక్షణాలను బాగా మెరుగుపరుస్తుంది.

ఉత్ప్రేరక కెమిస్ట్రీ

రసాయన ఇంజనీరింగ్‌లో, స్కాండియం తరచుగా ఉత్ప్రేరకంగా ఉపయోగించబడుతుంది, అయితే SC2O3 ను ఇథనాల్ లేదా ఐసోప్రొపనాల్ యొక్క నిర్జలీకరణం మరియు డీక్సిడేషన్, ఎసిటిక్ ఆమ్లం కుళ్ళిపోవడం మరియు CO మరియు H2 నుండి ఇథిలీన్ ఉత్పత్తి కోసం ఉపయోగించవచ్చు. SC2O3 కలిగిన PT AL ఉత్ప్రేరకం పెట్రోకెమికల్ పరిశ్రమలో భారీ చమురు హైడ్రోజనేషన్ శుద్దీకరణ మరియు శుద్ధి ప్రక్రియలకు ముఖ్యమైన ఉత్ప్రేరకం. క్యూమెన్ వంటి ఉత్ప్రేరక పగుళ్లు ప్రతిచర్యలలో, SC-Y జియోలైట్ ఉత్ప్రేరకం యొక్క కార్యాచరణ అల్యూమినియం సిలికేట్ ఉత్ప్రేరకం కంటే 1000 రెట్లు ఎక్కువ; కొన్ని సాంప్రదాయ ఉత్ప్రేరకాలతో పోలిస్తే, స్కాండియం ఉత్ప్రేరకాల అభివృద్ధి అవకాశాలు చాలా ప్రకాశవంతంగా ఉంటాయి.

అణు ఇంధన పరిశ్రమ

అధిక-ఉష్ణోగ్రత రియాక్టర్ న్యూక్లియర్ ఇంధనంలో UO2 కు తక్కువ మొత్తంలో SC2O3 ను జోడించడం వల్ల UO2 U3O8 మార్పిడికి UO2 వలన కలిగే లాటిస్ పరివర్తన, వాల్యూమ్ పెరుగుదల మరియు పగుళ్లను నివారించవచ్చు.

ఇంధన సెల్

అదేవిధంగా, నికెల్ ఆల్కలీ బ్యాటరీలకు 2.5% నుండి 25% స్కాండియంను జోడించడం వల్ల వారి సేవా జీవితాన్ని పెంచుతుంది.

వ్యవసాయ పెంపకం

వ్యవసాయంలో, మొక్కజొన్న, దుంప, బఠానీ, గోధుమ మరియు పొద్దుతిరుగుడు వంటి విత్తనాలను స్కాండియం సల్ఫేట్‌తో చికిత్స చేయవచ్చు (ఏకాగ్రత సాధారణంగా 10-3 ~ 10-8 మోల్/ఎల్, వేర్వేరు మొక్కలు భిన్నంగా ఉంటాయి), మరియు మొలకెత్తడాన్ని ప్రోత్సహించే వాస్తవ ప్రభావం సాధించబడుతుంది. 8 గంటల తరువాత, మొలకలతో పోలిస్తే మూలాలు మరియు మొగ్గల పొడి బరువు వరుసగా 37% మరియు 78% పెరిగింది, కాని యంత్రాంగం ఇప్పటికీ అధ్యయనంలో ఉంది.

నీల్సన్ దృష్టి నుండి అటామిక్ మాస్ డేటా యొక్క అప్పుపై ఈ రోజు వరకు, స్కాండియం ప్రజల దృష్టిలో వంద లేదా ఇరవై సంవత్సరాలు మాత్రమే ప్రవేశించింది, కాని ఇది దాదాపు వంద సంవత్సరాలుగా బెంచ్ మీద కూర్చుంది. గత శతాబ్దం చివరలో భౌతిక శాస్త్రం యొక్క తీవ్రమైన అభివృద్ధి వరకు అది అతనికి శక్తిని తెచ్చిపెట్టింది. ఈ రోజు, స్కాండియంతో సహా అరుదైన భూమి అంశాలు మెటీరియల్స్ సైన్స్లో హాట్ స్టార్స్ అయ్యాయి, వేలాది వ్యవస్థలలో ఎప్పటికప్పుడు మారుతున్న పాత్రలను పోషిస్తున్నాయి, ప్రతిరోజూ మన జీవితాలకు మరింత సౌలభ్యాన్ని తెస్తాయి మరియు కొలవడం మరింత కష్టతరమైన ఆర్థిక విలువను సృష్టించడం.