希土類元素シリーズ：スカンジウム

希土類元素は、周期表のグループiiibのsc（scandium）、y（yttrium）、およびla〜lu（lanthanide elements）を指し、合計17の要素です。

dmitri mendeleev（1834-1907）は、スカンジウムの存在を予測しました

nilson（lfnilson、1840-1899）とcleve（ptcleve、1840-1905）がスカンジウムを発見しました。

17の希土類元素

scandiumは、21の原子数を持つ最高レベルの遷移金属ですが、周期表の隣人よりも遅れて、希土類元素の中でも発見されました。スカンジウムは、ベリリウム、ホウ素、ストロンチウム、スズ、ゲルマニウム、ヒ素、セレン、タングステンに匹敵する地球の地殻において、非常に分散した典型的な岩石性要素です。他の希土類元素とは異なり、スカンジウムはその原子構造に4f電子を欠いており、比較的小さなイオン半径を持っています。その結果、他の希土類元素と同じ密接な関係を示すものではなく、比較的独立した特性を示しています。スカンジウムを含む800を超える鉱物がありますが、スカンジウムの独立した鉱物として、スカンジウムイットトリウム鉱石、ヒドロキシアパタイトスカンジウム鉱石、シリコンスカンジウム鉱石、ケイ酸チタン鉱石鉱石など、ほんの数個しかありません。彼らの堆積物は小さく、本質的にはまれです。スカンジウムの化学的性質は非常に活性であり、高純度の金属を抽出することは困難です。

複雑な組成とスカンジウム含有量が少ない原料から高純度のスカンジウムを濃縮、分離、抽出するプロセスは非常に複雑であり、スカンジウムの生産量が少なく、価格が高くなります。 scandiumの価格が高いにもかかわらず、それはまだ人々がそのアプリケーションを探索することを妨げません。現在、scandiumの優れた特性により、電気光源、航空宇宙、電子産業、原子力技術、超伝導技術などの重要な分野で依然として使用されています。

●クラシックアプリケーション1：固体電解質の酸化スカンジウム

酸化スカンジウム安定化ジルコニア（scsz）は、固体酸化物燃料電池（sofc）の従来の酸化酵素安定化ジルコニア（ysz）に取って代わり、sofcの電力密度を2倍にします。

●クラシックアプリケーション2：アルミニウムスカンド合金ターゲットは、電子情報の分野で使用されます

アルミニウム - スカンディウム合金は、高性能アルミニウム窒化物ピエゾ電気膜を調製するために使用されます。新世代の圧電材料として。高速速度と高温抵抗を維持するだけでなく、圧電係数を最大3.5倍改善することもできますが、帯域幅は2.56倍改善し、従来の窒化アルミニウムの性能を打ち破ります。高周波フィルター、新しいマイクロエレクトロメカニカルシステム（mems）デバイス、および指紋認識センサーに適用されます。 5g通信、自動車チップ、バイオメディシン、衛星通信、レーダー検出およびその他のフィールドの重要な材料。

↑↑アルミニウム - スカンディウム合金ターゲット

●クラシックアプリケーション3：合金産業におけるスカンジウムの適用

単一の形のスカンジウムは、アルミニウム合金ドーピングで広く使用されています。アルミニウム合金に数千分の1のスカンジウムを追加すると、al3scの新しい相が生成され、アルミニウム合金が変更され、合金の構造と特性が大幅に変化します。 0.2％から0.4％のscを追加すると、合金の再結晶温度が150〜200°c増加する可能性があり、高温強度、構造安定性、溶接性能、腐食抵抗を大幅に改善し、高温での長期作業中に発生する可能性のある脆性現象を回避できます。航空宇宙、航空、船舶、原子炉、軽量車両、高速列車、その他の畑に非常に魅力的な開発の見通しがあります。

↑↑アルミニウム - サンダウム合金

スカンジウムには融点が高いが、その密度はアルミニウムに近いためです。また、スカンジウムチタニウム合金やスカンジウムマグネシウム合金などの高溶融点軽量合金でも使用されています。価格が高いため、スペースシャトルなどのハイエンド製造業でのみ使用されます。

スカンジウム - アルミニウム合金に関する研究が実用的な段階に入っています。ロシアで生産されており、航空機の製造で広く使用されていますが、米国はそれを使用してさまざまなスポーツ用品を生産しています。

クラシックアプリケーション4：スカンジウムは、光源、太陽電池、原子トレーサーで使用されます

スカンジウムのスペクトルラインは361.3〜424.7nm、近距離、青色光、ナトリウムのスペクトルラインは589.0nmと589.6nm、2つの有名な黄色の光です。スカンジウムとナトリウムの2つのスペクトルラインは、日光のすぐ近くに一致します。同じ照明を備えたスカンジウムナトリウムランプは、通常の白熱灯と比較して約80％の電気を節約し、5000〜25000hのサービス寿命を持ち、第3世代の光源と呼ばれます。

スカンジウムは太陽電池でも使用されています。金属 - insurulation-semiconductorシリコン太陽電池および太陽電池では、スカンジウムは10％から15％の効率を持つ最高のバリア金属です。

スカンジウムは、ガンマ線源または人工放射性同位体である46scとして使用されます。通常、スカンジウムの唯一の天然同位体である鉱物から45scを抽出します。