יישום של תחמוצת סקנדיום
הנוסחה הכימית שלתחמוצת סקנדיוםהוא Sc2O3. תכונות: מוצק לבן. בעל מבנה קובי של ססקוויאוקסיד אדמה נדירה. צפיפות 3.864. נקודת התכה 2403℃ 20℃. בלתי מסיס במים, מסיס בחומצה חמה. מיוצר על ידי פירוק תרמי של מלח סקנדיום. ניתן להשתמש בו כחומר אידוי לציפוי מוליכים למחצה. מייצר לייזר מוצק עם אורך גל משתנה, תותח אלקטרונים לטלוויזיה ברזולוציה גבוהה, מנורת הליד מתכת וכו'.
תחמוצת סקנדיום (Sc2O3) היא אחת מתוצרות הסקנדיום החשובות ביותר. תכונותיה הפיזיקליות והכימיות דומות לאלו של תחמוצות אדמה נדירות (כגון La2O3, Y2O3 ו- Lu2O3 וכו'), ולכן שיטות הייצור המשמשות בייצור דומות מאוד. Sc2O3 יכול לייצר את המתכת סקנדיום (sc), מלחים שונים (ScCl3, ScF3, ScI3, Sc2(C2O4)3 וכו') וסגסוגות סקנדיום שונות (סדרות Al-Sc, Al-Zr-Sc). למוצרי סקנדיום אלה ערך טכני מעשי והשפעה כלכלית טובה. Sc2O3 נמצא בשימוש נרחב ב...סגסוגת אלומיניום, מקור אור חשמלי, לייזר, זרז, אקטיבטור, קרמיקה, תעופה וחלל וכן הלאה בגלל מאפייניו. נכון לעכשיו, סטטוס היישום של Sc2O3 בתחומי הסגסוגות, מקור אור חשמלי, זרז, אקטיבטור וקרמיקה בסין ובעולם יתואר בהמשך.
(1) יישום סגסוגת
כיום, לסגסוגת Al-Sc העשויה מ-Sc ו-Al יש יתרונות של צפיפות נמוכה (SC = 3.0 גרם/סמ"ק, Al = 2.7 גרם/סמ"ק), חוזק גבוה, קשיות גבוהה, פלסטיות טובה, עמידות חזקה בפני קורוזיה ויציבות תרמית וכו'. לכן, היא יושמה היטב בחלקים מבניים של טילים, חלל, תעופה, מכוניות וספינות, ובהדרגה פנתה לשימוש אזרחי, כגון ידיות של מכשירי ספורט (הוקי ובייסבול). יש לה מאפיינים של חוזק גבוה, קשיחות גבוהה ומשקל קל, והיא בעלת ערך מעשי רב.
סקנדיום ממלא בעיקר את תפקיד השינוי ועידון הגרעינים בסגסוגת, מה שמוביל להיווצרות של סוג Al3Sc חדש בעל תכונות מצוינות. סגסוגת Al-Sc יצרה סדרה של סגסוגות, לדוגמה, רוסיה הגיעה ל-17 סוגים של סדרת Al-Sc, וגם לסין יש מספר סגסוגות (כגון סגסוגת Al-Mg-Sc-Zr וסגסוגת Al-Zn-Mg-Sc). המאפיינים של סגסוגת מסוג זה אינם ניתנים להחלפה בחומרים אחרים, ולכן מנקודת מבט של פיתוח, פיתוח היישום והפוטנציאל שלה גדולים, והיא צפויה להפוך ליישום גדול בעתיד. לדוגמה, רוסיה ביצעה ייצור מתועש ופיתחה במהירות חלקים מבניים קלים, וסין מאיצה את המחקר והיישום שלה, במיוחד בתחום התעופה וחלל.
(2) יישום חומרי מקור אור חשמליים חדשים
טָהוֹרSc2O3הומר ל-ScI3, ולאחר מכן הפך לחומר מקור אור חשמלי חדש מדור שלישי עם NaI, אשר עובד למנורת הלוגן סקנדיום-נתרן לתאורה (כ-0.1 מ"ג ~ 10 מ"ג של חומר Sc2O3≥99% שימשו לכל מנורה. תחת פעולת מתח גבוה, קו הספקטרום של סקנדיום הוא כחול וקו הספקטרום של נתרן הוא צהוב, ושני הצבעים משתפים פעולה זה עם זה כדי לייצר אור קרוב לאור השמש. לאור יתרונות של עוצמת הארה גבוהה, צבע אור טוב, חיסכון באנרגיה, אורך חיים ארוך וכוח שבירת ערפל חזק.
(3) יישום חומרי לייזר
ניתן להכין גדוליניום גליום סקנדיום גארנט (GGSG) על ידי הוספת Sc2O3 טהור ≥ 99.9% ל-GGG, והרכבו הוא מסוג Gd3Sc2Ga3O12. עוצמת הפליטה של לייזר מהדור השלישי העשוי ממנו גבוהה פי 3.0 מזו של לייזר בעל נפח זהה, שהגיע למכשיר לייזר בעל עוצמה גבוהה וממוזער, הגדיל את עוצמת הפלט של תנודות הלייזר ושיפר את ביצועי הלייזר. בעת הכנת גביש בודד, כל מטען הוא 3 ק"ג ~ 5 ק"ג, ומוסיפים כ-1.0 ק"ג של חומרי גלם עם Sc2O3 ≥99.9%. כיום, לייזר מסוג זה נמצא בשימוש נרחב בטכנולוגיה צבאית, והוא גם מועבר בהדרגה לתעשייה האזרחית. מנקודת מבט של פיתוח, יש לו פוטנציאל גדול לשימוש צבאי ואזרחי בעתיד.
(4) יישום חומרים אלקטרוניים
ניתן להשתמש ב-Sc2O3 טהור כמפעיל קתודה חמצון עבור תותח אלקטרונים קתודי של שפופרת תמונה לטלוויזיה צבעונית עם השפעה טובה. רססו שכבה של תחמוצת Ba, Sr ו-Ca בעובי של מילימטר אחד על הקתודה של שפופרת הצבע, ולאחר מכן פזרו שכבה שלSc2O3בעובי של 0.1 מילימטר. בקתודה של שכבת התחמוצת, Mg ו-Sr מגיבים עם Ba, מה שמקדם את חיזור ה-Ba, והאלקטרונים המשתחררים פעילים יותר, ופולטים אלקטרונים בזרם גדול, מה שגורם לזרחן לפלוט אור. בהשוואה לקתודה ללא ציפוי Sc2O3, היא יכולה להגדיל את צפיפות הזרם פי 4, להפוך את תמונת הטלוויזיה לברורה יותר ולהאריך את חיי הקתודה פי 3. כמות ה-Sc2O3 המשמשת לכל קתודה לפיתוח בגודל 21 אינץ' היא 0.1 מ"ג. נכון לעכשיו, קתודה זו נמצאת בשימוש בכמה מדינות בעולם, כמו יפן, מה שיכול לשפר את התחרותיות בשוק ולקדם את מכירות מכשירי הטלוויזיה.
זמן פרסום: 04 יולי 2022