სკანდიუმი

თავისუფალი ქართულენოვანი ენციკლოპედია ვიკიპედიიდან
გადასვლა: ნავიგაცია, ძიება
სკანდიუმი / Scandium (Sc) Sc-TableImage.png
ელემენტის რიგითი ნომერი 21
მარტივი ნივთიერების გამოსახულება
Scandium sublimed dendritic and 1cm3 cube.jpg
ზომიერად რბილი, მჩატე ლითონი, იშვიათ მიწათა ელემენტი, გარდამავალი ლითონი წარმოადგენს მოვერცხლისფრო-თეთრ ლითონს მოყვითალო ელფერით
ატომის თვისებები
ატომური მასა
(მოლური მასა)
44,95591 მ. ა. ე. (/მოლი)
ატომის რადიუსი 162 პმ
იონიზაციის ენერგია
(პირველი ელექტრონი)
1): 630,8 (6,54) 2): 3): კჯ/მოლი (ევ)
ელექტრონული კონფიგურაცია [Ar] 3d1 4s2
ქიმიური თვისებები
კოვალენტური რადიუსი 144 პმ
იონური რადიუსი (+3e) 72,3 პმ
ელექტროუარყოფითობა
(პოლინგის თანახმად)
1,36
ელექტროდული პოტენციალი 0
ჟანგვის ხარისხი 3
მარტივი ნივთიერებების თერმოდინამიკური თვისებები
ნივთიერების სიმკვრივე 2,99 /სმ³
ხვედრითი თბოტევადობა 25,51[1] /(·მოლი)
თბოგამტარობა 15,8 ვტ/(·კ)
დნობის ტემპერატურა 1 814
დნობის სითბო 15,8 კჯ/მოლი
დუღილის ტემპერატურა 3 110
აორთქლების სითბო 332,7 კჯ/მოლი
მოლური მოცულობა 15,0 სმ³/მოლი
მარტივი ნივთიერების კრისტალური მესერი
მესრის სტრუქტურა ჰექსაგონალური (α-Sc)
მესრის პერიოდი Å
შეფარდება 1,592
დებაის ტემპერატურა



Sc 21
44,95591
[Ar] 3d1 4s2
სკანდიუმი
სკანდიუმის ატომის სქემა

სკანდიუმი (ლათ. Scandium; აღინიშნება სიმბოლოთი Sc) — მენდელეევის პერიოდული სისტემის მეოთხე პერიოდის, მესამე ჯგუფის გვერდითი ქვეჯგუფის ქიმიური ელემენტი, რომლის ატომური ნომერია 21. მარტივი ნევთიერება სკანდიუმი (CAS-ნომერი: 7440-20-2) — მჩატე, მოვერცხლისფრო ფერის ლითონია დამახასიათებელი მოყვითალო ელფერით. სკანდიუმი არსებობს ორი კრისტალური მოდიფიკაციის სახით: α-Sc მაგნიუმის ჰექსაგონალური მესრის ტიპის სკანდიუმი, β-Sc კუბური მოცულობაცენტრირებული მესერის ტიპის, რომლის გადასვლის ტემპერატურა არის α↔β 1336 °C.

სექციების სია

არსებობა ბუნებაში[რედაქტირება]

საბადოები[რედაქტირება]

ყველაზე მნიშვნელოვანი საბადოებია ტორტვეიტიტის საბადოები (მინერალი რომელიც ყველაზე მეტადაა მდიდარი სკანდიუმით) რომლებიც მდებარეობენ მადაგასკარზე და ნორვეგიაში[2].

ისტორია[რედაქტირება]

დ.ი. მენდელეევმა, რომელმაც შექმნა პერიოდული სისტემა, იწინასწარმეტყველა უცნობი ელემენტის არსებობა და მას უწოდა ეკაბორი - ატომური მასით 40-დან 48-მდე (1869). ათი წლის შემდეგ ლ. ნილსონმა აღმოაჩინა ახალი ელემენტი მინერალებში ეუქსინიტში და გადონილიტში. ეს მინერალები იყო სკანდინავიიდან. მაშინ შესაძლებელი გახდა 2გ ძალიან სუფთა სკანდიუმის ოქსიდის მიღება. ლ. ნილსონმა ამ ელემენტს უწოდა სკანდიუმი, ლათინური სიტყვიდან ”Scandia”, რაც სკანდინავიას ნიშნავს. ნილსონმა არ იცოდა მენდელეევის წინასწარმეტყველების შესახებ, მაგრამ ა.თ. ქლივიმ შეიცნო, რომ ეს ელემენტი (სკანდიუმი) იყო მენდელეევის მიერ ნაწინასწარმეტყველები ელემენტი.

სკანდიუმი დედამიწაზე უძველესი ელემენტია. იგი გვხვდება ურანის დეპოზიტებში, მაგრამ მისი ექსტრაქცია ამ მადნებიდან ძალიან მცირე რაოდენობითაა შესაძლებელი.

ფიზიკური თვისებები[რედაქტირება]

სკანდიუმი — მჩატე მოვერცხლისფრო ფერის ლითონია, დამახასიათებელი მოყვითალო ელფერით. როგორც ზევით არის აღნიშნული არის ორი კრისტალური მოდიფიკაციის: 1) α-Sc მაგნიუმის ჰექსოგონალური მესრის ტიპის (a=3,3085 Å; с=5,2680 Å; z=2; სივრცული ჯგუფია - P63/mmc) და 2) β-Sc კუბური მოცულობა ცენტრირებული მესრით. გადასვლის ტემპერატურაა α↔β 1336 °C, გადასვლის ΔH = 4,01 კჯ/მოლი. დნობის ტემპერატურაა 1541 °C, დუღილის ტემპერატურაა 2837 °C. სკანდიუმი რბილი ლითონია, მაღალი სიწმინდის 99,5 % და უფრო მეტის (ჟანგბადის არ არსებობის დროს) ძალიან ადვილია მექანიკური დამუშავება.

ქიმიური თვისებები[რედაქტირება]

მეტალური სკანდიუმი მძიმეა და ჰგავს ვერცხლს. იგი ჰაერზე ღებულობს მკრთალ, მოყვითალო ფერს, რადგანაც იფარება დამცველი Sc2O3-ის თხელი ფენით. იგი ნელა იხსნება გაზავებულ მჟავებში: ქლორწყალბადში, გოგირდმჟავაში, აზოტმჟავაში. არ შედის რეაქციაში 1:1 თანაფარდობით აზოტმჟავასთან (HNO3) და ქლორწყალბადთან (HCl), ასევე არ შედის რეაქციაში HF-თან, რადგანაც სავარაუდოდ ამ შემთხვევაში ლითონის ზედაპირზე წარმოიქმნება გაუმტარი პასიური ფენა. ნაერთებში ScB და ScC - ბორო და ნახსირბადი სკანდიუმის მესერში ერევიან არასტექიომეტრულად.

სკანდიუმი ქიმიური ბუნებით უფრო ახლოსაა იტრიუმთან, ვიდრე ალუმინთან. იგი წარმოადგენს ლანტანის მსგავს ელემენტს. ოქსიდი -Sc2O3 სუსტი მჟავა თვისებისაა, ხოლო ჰიდროქსიდი Sc(OH)3 - ამფოტერულია:

Sc(OH)3 + 3 OH− → Sc(OH)³−6

Sc(OH)3 + 3 H+ + 3 H2O → [Sc(H2O)6]³+

სკანდიუმის ოქსიდჰიდროქსიდის (ScO(OH)) a- და g-ფორმები იზოსტრუქტურულია მათი მსგავსი ალუმინ ოქსიდ ჰიდროქსიდისა. Sc³+ წყალხსნარს აქვს მჟავა თვისება, რადგანაც იგი განიცდის ჰიდროლიზს.

სკანდიუმის ჰალოგენიდები ScX3 (X = Cl, Br, I) კარგად იხსნებიან წყალში, ხოლო ScF3 წყალში არ იხსნება. ოთხივე ჰალოგენიდში სკანდიუმის კოორდინაციული რიცხვი უდრის 6. ჰალოგენიდები წარმოადგენენ ლუისის მჟავებს. მაგალითად, ScF3 იხსნება ჭარბი ფტორის შემცველ ხსნარში, [ScF6]³−-ის წარმოქმნით. იგი Sc(III) კომპლექსის ტიპიური მაგალითია, რომელშიც კოორდინაციული რიცხვი უდრის ექვსს. იტრიუმის და ლანთანის უფრო დიდ იონებში ხშირად კოორდინაციული რიცხვი უდრის 8 ან 9-ს.

მეტალური სკანდიუმის წარმოება შეადგენს 10კგ წელიწადში. ოქსიდი გადაჰყავთ სკანდიუმის ფტორიდში და აღადგენენ მეტალური კალციუმით.სკანდიუმის დამატება ალუმინზე, ალუმინშემცველ ცხელ ზონებში ზღუდავს მარცვლეულის ზედმეტ ზრდას.

სკანდიუმ-ალუმინის შენადნობი, რომელიც 0.1-0.5% სკანდიუმს შეიცავს, რუსეთში გამოიყენება Mig 21 და Mig 29 ტიპის საჰაერო შეიარაღებაში.

მაღალტექნოლოგიური მასალებისაგან მიღებული ზოგიერთი სპორტული ინვენტარი შეიძლება დამზადდეს სკანდიუმ-ალუმინის შენადნობისაგან, მაგალითად ბეისბოლის საცემელა, ველოსიპედის ნაწილები. ეს უკანასკნელი შეიძლება დამზადდეს Sc-Ti შენადნობისაგან. ამერიკული იარაღის დამამზადებელი კომპანია სმიტი და ვისსონი(Smith & Wesson) რევოლვერის კარკასს და ცილინდრს. სკანდიუმი წარმოადგენს ელექტრონული გამოთვლითი მანქანების მახსოვრობის ელემენტს.

გეოქიმია და მინერალოგია[რედაქტირება]

სკანდიუმის საშუალო შემცველობა დედამიწის ქერქში არის მიახლოებით 10 გრ/ტ. თავისი ქიმიური და ფიზიკური თვისებებით სკანდიუმთან ახლოს დგანან იტრიუმი, ლანთანი და ლანთანოიდები. სკანდიუმი ყველა ბუნებრივ ნაერთში, როგორც მისი ანალოგი ალუმინი, იტრიუმი და ლანთანი, ავლენენ დადებით ვალენტობას, რომელიც სამის ტოლია, ამიტომაც ის ჟანგვა-აღდგენის პროცესებში მონაწილეობას არ ღებულობს. სკანდიუმი გაბნეული ელემენტია და შედის ბევრი მინერალის შემადგენლობაში. თვითონ სკანდიუმის მინერალი ცნობილია ორი: ტორტვეიტიტი (Sc, Y)2 Si2O7 (Sc2O3 53,5 %-მდე) და სტერეტიტი Sc[PO4] • 2H2O (Sc2O3 39,2 %-მდე). შედარებით მცირე კონცენტრაციით აღმოჩენილია ასამდე მინერალში.

იმასთან დაკავშირებით რომ სკანდიუმის თვისებები ახლოს დგას Mg, Al, Ca, Mn2+, Fe2+, TR (იშვიათ მიწა ელემენტებთან), Hf, Th, U, Zr, მისი მთავარი მასა იმ მინერალებში რომლებიც შეიცავენ ამ ელემენტებს ძალიან გაბნეულია. ადგილი აქვს სკანდიუმის მიერ Tr ჯგუფის ელემენტების იზოვალენტურ ჩანაცვლებას, განსაკუთრებულად იტრიუმიან მინერალებში (ქსენოტიმი, ასოციაცია Sc — Y ტირტვეიტიტში და ბერილში Al-ის ჩანაცვლება). Fe2+ და მაგნიუმის ჰეტეროვალენტური ჩანაცვლება სკანდიუმით პიროქსენებში, ამფიბოლებში, ოლივინში, ბიოტიტში, ფართოდაა განვითარებული ფუძე და ულტრაფუძე ქანებში, ხოლო ცირკონიუმის ჩანაცვლება — მაგმატიკური პროცესების გვიან სტადიებში და პეგმატიტებში.

სკანდიუმის მატარებელი ძირითადი მინერალები: ფლუორიტი (1 %-მდე Sc2O3), კასიტერიტი (0,005-0,2 %), ვოლფრამიტი (0-0,4 %), ილმენორუტილი (0,0015-0,3 %), თორიანიტი (0,46 % Sc2O3), სამარსკიტი (0,45 %), ვიიკიტი (1,17 %), ქსენოტიმი (0,0015-1,5 %), ბერილი (0,2 %), ბაციტი (სკანდიუმიანი ბერილი, 3-14,44 %). მაგმატიკური ქანების ფორმირების პროცესში და მათ ძარღვულ წარმოებულებში სკანდიუმი თავისი ძირითადი მასით გაბნეულია ძირითადად მუქი ფერის მაგმატიკური ქანების მინერალემში და მისი უმნიშვნელო ნაწილი კი კონცენტრირდება პოსტმაგმატიკური წარმოანქმნების ცალკეულ მინერალებში. სკანდიუმის ყველაზე მაღალი კონცენტრაციაა (30 გრ/ტ Sc2O3) ულტრაფუძე და ფუძე ქანებში, რომლის შემადგენლობაში წამყვანი როლი აქვს რკინა-მაგნეზიულ მინერალებს (პიროქსენი, ამფიბოლი და ბიოტიტი). საშუალო შემადგენლობის ქანებში სკანდიუმის საშუალო შემცველობაა Sc2O3 10 გრ/ტ, მჟავეში — 2 გრ/ტ. აქ სკანდიუმი გაბნეულია ასევე მუქი ფერის მინერალებში (ბიოტიტში). ზღვის წყალში სკანდიუმის კონცენტრაციაა 0,00004 მგ/ლ[3].

მიღება[რედაქტირება]

აღსანიშნავია სკანდიუმის მნიშვნელოვანი რესურსები ქვის ნახშირის მურში და სკანდიუმის მიღების ტექნოლოგიების დამუშავების პრობლემა ნახშირის გადამუშავებისას ხელოვნურ თხევად საწვავად.

სკანდიუმის მსოფლიო რესურსები[რედაქტირება]

სკანდიუმი არის გაბნეული ლიტოფილური ელემენტი (მთის ქანების ელემენტი), ამიტომაც ამ ელემენტის მიღების ტექნოლოგიისათვის მნიშვნელოვანია მისი სრული გამოყოფა და მიღება გადასამუშავებელ მადნიდან და სკანდიუმ მატარებელი მადნების მეტალურგიის განვითარებასთან ერთად მისი მოპოვება თანდათან მატულობდეს იქნება. ქვემოთ მოცემულია სკანდიუმის მატარებელი ძირითადი მადნები და მათგან მიღებული სკანდიუმის წონა:

  • ბოქსიტები — მუშავდება 71 მლნ. ტ. წელიწადში, შეიცავს სკანდიუმს 710—1420 ტონას;
  • ურანის მადნები — 50 მლნ. ტ. წელიწადში, სკანდიუმი 50—500 ტონამდე წელიწადში;
  • ილმენიტები — 2 მლნ. ტ. წელიწადში, სკანდიუმი 20—40 ტონა წელიწადში;
  • ვოლფრამიტები — სკანდიუმი მიახლოებით 30—70 ტონა წელიწადში;
  • კასიტერიტები — 200 ათასი ტონა წელიწადში, სკანდიუმი 20—25 ტ./წ.;
  • ცირკონები — 100 ათასი ტონა წელიწადში, სკანდიუმი 5—12 ტ./წ.

საერთოდ ცნობილია ასამდე სკანდიუმ შემცველი მინერალი, თვითონ საკუთარი მინერალები (ტორტვეიტიტი, ჯერვისიტი) ძალიან იშვიათებიაи[4].

სკანდიუმი არის ქვანახშირში და მისი მიღება შეიძლება ვაწარმოოთ დომენური თუჯწრთობის წიდების გადამუშავებისას, რასაც ბოლო წლებში მოჰკიდეს ხელი რამდენიმე განვითერებულ ქვეყანაში.

სკანდიუმის წარმოება და გამოყენება[რედაქტირება]

1988 წელს სკანდიუმის ოქსიდის წარმოება მსოფლიოში შეადგინა:

ქვეყანა მოპოვების მოცულობა,
არა ნაკლები,
კგ/წ.
ჩინეთი 50
საფრანგეთი 100
ნორვეგია 120
აშშ 500
იაპონია 30
ყაზახეთი 700
უკრაინა 610
რუსეთი 958

აღსანიშნავია სკანდიუმის კოლოსალური რესურსები რუსეთში და ყოფილ საბჭოთა კავშირში (მოპოვებაზე მონაცემები ძალიან განსხვავებულია, მაგრამ მოპოვების მოცულობები დამოუკიდებელი სპეციალისტების შეფასებით, მსოფლიო მოპოვების ტოლია ან უფრო მეტი). მათივე შეფასებით ახლა სკანდიუმის (სკანდიუმის ოქსიდი) უდიდეს ძირითად მწარმოებლებს წარმოადგენენ რუსეთი, ჩინეთი, უკრაინა და ყაზახეთი. ახლო მომავალში მოსალოდნელია სკანდიუმის/სკანდიუმის ოქსიდის მნიშვნელოვანი მოცულობის მიღება ავსტრალიიდან კანადიდან და ბრაზილიიდან.

ასევე აღსანიშნავია, რომ იშვიათ მიწა ნედლეული მონღოლეთში რომელიც შეიცავს სკანდიუმს , ასევე მომავლისთვის შეიძლება ჩაითვალოს სკანდიუმის პერსპექტიულ წყაროდ.

სკანდიუმს შეიძლება უწოდოთ XXI საუკუნის ლითონი და მისი მოპოვების, ფასების მატების და მითხოვნის მკვეთრი ზრდა ვიწინასწარმეტყველოდ, ეს იმიტომ რომ ხდება ქვანახშირის უდიდესი რაოდენობის გადამუშავება თხევად ხელოვნურ საწვავად. ბოლო ხუთი წლის განმავლობაში ლითონური სკანდიუმის ღირებულება მსოფლიო ბაზრებზე მერყეობს 12-დან 20 ათას დოლარამდე 1 კილოგრამზე (დრო და დრო არის ფასების მკვეთრი ნახტომები სკანდიუმზე და მის ოქსიდზე).

გამოყენება[რედაქტირება]

სკანდიუმი — მონოიზოტოპური ელემენტია, ბუნებაში გვხვდება მხოლოდ ერთი სტაბილური იზოტოპი - სკანდიუმ-45.

მეტალურგია[რედაქტირება]

სკანდიუმის როგორც მიკროლეგირების მინარევად გამოყენებას აქვს მნიშვნელოვანი გავლენა მთელ რიგ პრაქტიკულად მნიშვნელოვან შენადნობებზე, ასე მაგალითად 0,4 % სკანდიუმის დამატებით ალუმინ-მაგნიუმის შენადნობებში იწვევს დროებითი წინაღობის ზრდას 35 %-ით, ხოლო დენადობის ზღვარი იზრდება 65—84 %-ით, და ამასთან შეფარდებითი დაგრძელება რჩება 20—27 %-ის დონეზე. მისი 0,3—0,67 % დამატება ქრომზე, ამაღლებს მის მდგრადობას დაჟანგვის მიმართ 1290 °C-მდეც კი, ანალოგიურ და უფრო მკვეთრ მოქმედებას ავლენს სითბომდგრად შენადნობებზე როგორიცაა «ნიქრომი» და ამ მიართულებით სკანდიუმის გამოყენება გაცილებით ეფექტურია ვიდრე იტრიუმისა. სკანდიუმის ოქსიდი ფლობს მთელ როგ უპირატესობებს მაღალტემპერატურული კერამიკის წარმოებაში ვიდრე სხვა ოქსიდები, სკანდიუმის ოქსიდის სიმტკიცე გახურებისას იზრდება და აღწევს მაქსიმუმს 1030 °C-ის დროს, ამავე დროს სკანდიუმის ოქსიდს ააქვს მინიმალური თბოგამტარობა და თერმოდარტყმების მიმართ უდიდესი მდგრადობა. იტრიუმის სკანდატი ეს არის ერთერთი ყველაზე საუკეთესო მასალა კონსტრუქციისთვის რომელიც მუშაობს მაღალი ტემპერატურის პირობებში. სკანდუმის ოქსიდის გარკვეული რაოდენობა ყოველთვის მოიხმარება გერმანატური მინის წარმოებისათვის ეპტოელექტრონიკაში.

სკანდიუმის შენადნობები[რედაქტირება]

გამოყენების მოცულობით სკანდიუმს ყველაზე მატად იყენებენ ალუმინ-მაგნიუმიან შენადნობებში, რომლებიც გამოიყენება სპორტულ ეკიპიროვკაში (მოტოციკლები, ბეისბოლის ხელკეტები და ა.შ.) — ყველგან სადაც საჭიროა მღალი სიმტკიცის მასალა. ალუმინთან სკანდიუმის შენადნობი უზრუნველყოფს დამატებით სიმტკიცეს და ჭედადობას. სუფთა სკანდიუმის გამძლეობის ზღვარი წყვეტაზე მიახლოებით 400 მპა (40 კგ/მმ), მაგალითად ტიტანის არის 250—350 მპა, ხოლო არალეგირებული იტრიუმისა 300 მპა. სკანდიუმის შენადნობების გამოყენება ავიაციაში და სარაკეტო მშენებლობაში მკვეთრად შეამცირებს გადაყვანის ღირებულებას და მკვეთრად აამაღლებს ექსპლუატირებული სისტემების საიმედობას, ამავე დროს სკანდიუმზე ფასის კლების შემთხვევაში მისი გამოყენება საავტომობილო ძრავების წარმოებაში საგრძნობლად გაახანგრძლივებს მათ რესურსს და ნაწილობრივ მ.ქ.კ. ძალიან მნიშვნელოვანია ის გარემოება, რომ სკანდიუმი უფრო ამტკიცებს ალუმინის შენადნობებს რომლებიც ლეგირებულია ჰაფნიუმით. მნიშვნელოვანი და ამასთან შეუსწავლელია სკანდიუმის გამოყენება იმ მიმართულებით, როგორც ალუმინის იტრიუმით ლეგირებული შენადნობისა. სკანდიუმით ლეგირებული სუფთა ალუმინი ისევე ამაღლებს ელექტროგამტარობას და სიმტკიცეს. ამ სიმტკიცის მკვეთრი ზრდის ეფექტს აქვს გამოყენების ძალიან დიდი პერსპექტივა. ასეთი შენადნობების გამოყენება შეიძლება მოხდეს ელექტრო ენერგიის ტრანსპორტირებისათვის. სკანდიუმის შენადნობების გამოყენება ასევე პერსპექტიულია მართვადი ჭურვების წარმოებაში. ბოლო წლებში მნიშვნელოვანია სკანდიუმის (მასთან ერთად იტრიუმი და ლუტეციუმი) როლი შემადგენლობით სუპერმტკიცე ფოლადების წრმოებაში, რომელთა ზოგიერთმა ნიმუშმა უჩვენა სიმტკიცე 700 კგ/მმ2 (7000 მპა-ზე მეტი).

ზემაგარი მასალები[რედაქტირება]

სკანდიუმი გამოიყენება ზემაგარი მასალების მისაღებად. ასე მაგალითად, ტიტანის კარბიდის ლეგირება სკანდიუმის კარბიდით საკმაოდ მკვეთრად ამაღლებს მიკროსიმაგრეს (2-ჯერ), რის გამოც ეს მასალა მეოთხეა სიმაგრით ალმასის (მიახლოებით 98,7 — 120 გპა), ბორის ნიტრიდის (ბორაზონის), (მიახლოებით 77—87 გპა), ბორ-ნახშირბად-სილიციუმის შენადნობის (მიახლოებით 68—77 გპა) შემდეგ, და მნიშვნელოვნად მეტია ვიდრე ბორის კარბიდის (43,2 — 52 გპა) და სილიციუმის კარბიდის (37 გპა) სიმაგრე, სკანდიუმის კარბიდისა და ტიტანის კარბიდის შენადნობის მიკროსიმაგრე მიახლოებით არის - 53,4 გპა (ტიტანის კარბიდისაა 29,5 გპა). განსაკუთრებულად საინტერესოა სკანდიუმის შენადნობები ბერილიუმთან, რომელსაც აქვს სიმტკიცის და თბომდგრადობის უნიკალური მაჩვენებლები.

ასე მაგალითად, სკანდიუმის ბერილიდს (1 ატიმი სკანდიუმი და 13 ატომი ბერილიუმი) გააჩნია უმაღლესი ხელსაყრელი შეხამება სიმკვრივისა, სიმტკიცისა და დნობის მაღალი ტემპერატურისა, ასევე შეიძლება იყოს საუკეთესო მასალა აეროკოსმოსური ტექნიკის მშენებლობისათვის, რომელიც ამ მხვრივ უსწრებს ტიტანის საუკეთესო შენადნობებს და მთელ რიგ კომპოზიტურ მასალებსაც (მათ შორის ნახშირბად ბორის ძაფებს).

მიკროელექტრონიკა[რედაქტირება]

სკანდიუმის ოქსიდს (დნობის ტემპერატურა 2450 °C) ჰქონდა მნიშვნელოვანი როლი სუპერ-ელექტრო გამომთვლელი მანქანების (ეგმ) წარმოებაში: მცირე ინდიქციანი ფერიტების გამოყენება ინფორმაციის შენახვის მოწყობილობებში მონაცემთა ცვლის სიჩქარის რამდენიმეჯერ ზრდის შესაძლებელს იძლევა

სინათლის წყაროები[რედაქტირება]

მიახლოებით 80 კგ სკანდიუმი (Sc2O3-ის შემადგენლობაში) გამოიყენება წელიწადში მაღალი ინტენსივობის გასანათებელი მოწყობილობების წარმოებაში. სკანდიუმის იოდიდს ამატებენ ვერცხლისწყალ-აირის ნათურებში, მზის შუქთან ახლო ნამდვილის მაგვარი შუქის წყაროების წარმოებაში, რომლებიც უზრუნველყოფენ ფერების კარგ გადაცემას ტელეკამერაზე.

სკანდიუმის იზოტოპები[რედაქტირება]

რადიოაქტიური იზოტოპი 46Sc (ნახევარდაშლის პერიოდი 83,83 დღეღამე) გამოიყენება როგორც «ნიშნული» ნავთობგადამუშავების მრეწველობაში, მეტალურგიული პროცესების საკონტროლოდ და კიბოს სიმსივნეების სამკურნალოდ.

იზოტოპი სკანდიუმ-47 (ნახევარდაშლის პერიოდი 3,35 დღეღამე) წარმოადგენს პოზიტრონების ერთერთ ყველაზე საუკეთესო წყაროს.

ბირთვული ენერგეტიკა[რედაქტირება]

ატომურ ენერგეტიკაში წარმატებით გამოიყენება სკანდიუმის ჰიდრიდი და დეიტერიდი — ნეიტრონების საუკეთესო შემანელებელი, და მიზანი (ბუსტერი) ძლიერ და კომპაქტურ ნეიტრონების გენერატორებში.

სკანდიუმის დიბორიდი (დნობის ტემპერატურა 2250 °C) გამოიყენება როგორც თბოგამძლე შენადნობების კომპონენტი, ასევე როგორც ელექტრო ხელსაწყოების კათოდების მასალა. ატომურ მრეწველობაში გამოიყენება სკანდიუმის ბერილიდი როგორც ნეიტრონების ამრეკლავი, და კერძოდ ეს მასალა, როგორც იტრიუმის ბერილიდი შემოთავაზებულია როგორც ნეიტრონების ამრეკლავს ატომური ბომბის კონსტრუქციაში.

მედიცინა[რედაქტირება]

სკანდიუმის ოქსიდს შეუძლია ითამაშოს მნიშვნელოვანი როლი მედიცინაში (მაღალხარისხობრივი კბილის პროთეზები).

ლაზერული მასალები[რედაქტირება]

მაღალტემპერატურულ ზეგამტარობაში, ლაზერული მასალების წარმოებაში. გალიუმ-სკანდიუმ-გადოლინის ძოწის ქრომისა და ნეოდიმის იონებით ლეგირება საშუალებას იძლევა მივიღოთ მ.ქ.კ. 4,5 % და ზემოკლე იმპულსების გენერაციის სიხშირის რეჟიმის სარეკორდო პარამეტრები, რაც იძლევა საკმაოდ ოპტიმისტურ წინაპირობას ზეძლიერი ლაზერული სისტემების შექმნისათვის თერმობირთვული მიკროაფეთქებების მისაღებად უკვე სუფთა დეიტერიის საფუძველზე (ინერციული სინთეზი) უახლოეს მომავალში. ასე მაგალითად მოსალოდნელია რომ უახლოეს 10—13 წელში ლაზერული მასალები სკანდიუმის ბორატები დაიკავებენ წამყვან როლს თვითმფრინავებისა და შვეულმფრენების დამცავი ლაზერული სისტემების დამუშავება წარმოებაში, ამასთან პარალელურად თერმობირთვული ენერგეტიკაში.

მზის ბატარეის წარმოება[რედაქტირება]

სკანდიუმის ოქსიდისა და ჰოლმიუმის ოქსიდის შენადნობი სილიციუმის საფუძველზე გამოიყენება ფოტომასალებში როგორც საფარი. ამ საფარს აქვს გამჭვირვალობის ფართო მიმართულება (400—930 ნმ), და ამცირებს სილიციუმისაგან სინათლის არეკლვის სპექტრალურ კოეფიციენტს 1—4 %-მდე, და მისი გამოყენებისას ასეთ მოდიფიცირებული ფოტოელემენტს მატულობს მოკლე ჩართვის დენი 35—70 %-მდე, რაც თავის მხრივ ზრდის გამოსასვლელ სიმძლავრეს 1.4 ჯერ.

რენტგენის სარკე[რედაქტირება]

სკანდიუმი ფართოდ გამოიყენება მრავალშრეიანი რენტგენული სარკეების წარმოებაში (კომპოზიცია: სკანდიუმი-ვოლფრამი, სკანდიუმი-ქრომი, სკანდიუმი-მოლიბდენი). სკანდიუმის ტელურიდი ძალიან პერსპექტიული მასალაა თერმოელემენტების წარმოებისათვის (მაღალი თერმო-ე.დ.ს, 255 მკვტ/К, მცირე სიმკვრივე და მაღალი სიმტკიცე).

ბოლო წლებში მნიშვნელოვანი ინტერესი გამოიწვია ავიაკოსმოსური და ატომური ტექნიკისათვის ძნელად დნობადმა შენადნობებმა (ინტერლითონური ნაერთები) - სკანდიუმი რენიუმთან (დნობის ტემპერატურა 2575 °C-მდე), რუთენიუმთან (დნობის ტემპერატ. 1840 °C), რკინასთან (დნობის ტემპერატ. 1600 °C-მდე), (თბომდგრადობა, ზომიერი სიმკვრივე და სხვა).

ცეცხლგამძლე მასალები[რედაქტირება]

სპეციალური დანიშნულების ცეცხლგამძლე მასალებისათვის მნიშვნელოვან როლს თამაშობს სკანდიუმის ოქსიდი (დნობის ტემპერატურა 2450 °C) რომელსაც გამოიყენებენ მაღალლეგირებული ფოლადის ჩამოსასხმელი ჭურჭელის დასამზადებლად, თხევადი ლითონის ნაკადისადმი მდგრადობაში სკანდიუმის ოქსიდს ბადალი არ ჰყავს ყველა ცნობილ და გამოყენებულ მასალებს შორის (ასე მაგალითად იტრიუმის საკმაოდ მდგრადი ჟანგი, 8,5-ჯერ ჩამორჩებასკანდიუმის ოქსიდს) და ამ განხრით შეიძლება ითქვას რომ ის შეუცვლელია. მის ფართოდ გამოყენებას ხელს მხოლოდ მისი მაღალი ღირებულება უშლის, და მიმართულებით ალტერნატიულ გადაწყვეტას წარმოადგენს ალუმინის ოქსიდის ძაფისმაგვარი კრისტალებით არმირებული იტრიუმის სკანდატების გამოყენება , ასევე ტანტალის სკანდიუმის გამოყენება.

ფიანიტების წარმოება[რედაქტირება]

ფიანიტების წარმოებაში სკანდიუმის ოქსიდს მნიშვნელოვანი როლი აკისრია, სადაც ის საუკეთესო სტაბილიზატორს წარმოადგენს.

სკანდიუმის გარკვეული რაოდენობა გამოიყენება ნიკელის ქრომისა და რკინის თბოგამძლე შენადნობების (ნიქრომი და ფექრალი) ლეგირებისათვის, ექსპლუატაციის ვადების მკვეთრი ზრდიათვის , წინაღობის ღუმელებში როგორც გამათბობელის სახვევი.

ლუმინოფორები[რედაქტირება]

სკანდიუმის ბორატი, როგორც იტრიუმის ბორატი გამოიყენება რადიოელექტრონულ მრეწველობაში როგორც ლუმინოფორის მატრიცა.

ბიოლოგიური როლი[რედაქტირება]

სკანდიუმი არ თამაშობს არავითარ ბიოლოგიურ როლს [5].

ფიზიოლოგიური თვისებები[რედაქტირება]

თარგი:Sect-stub

იხილეთ აგრეთვე[რედაქტირება]

კატეგორია:სკანდიუმის ნაერთები

Discovery Science

რესურსები ინტერნეტში[რედაქტირება]

Commons-logo.svg
ვიკისაწყობში? არის გვერდი თემაზე:

ლიტერატურა[რედაქტირება]

  • კოგანი. ბ. ი., ნაზვანოვა. ვ. ა. სკანდიუმი, მ.,გამომც-ობა უსსრ მეცნ. აკადემია, 1963. 304 ფ ილუსტრაციით.


სქოლიო[რედაქტირება]

  1. რედკოლეგია: ზეფიროვი (მთ. რედ.) ქიმიური ენციკლოპედია: 5 ტომად. — მოსკოვი: საბჭოთა ენციკლოპედია, 1995. — ტომი: 4. — 20 000 ეგზ. — ISBN 5—85270—039—8
  2. ქიმიური ელემენტების პოპულარული ბიბლიოთეკა. სკანდიუმი. წიგნი. მეცნიერება და ტექნიკა
  3. J.P. Riley and Skirrow G. Chemical Oceanography V. 1, 1965
  4. XuMuK.ru — სკანდიუმი — ქიმიური ენციკლოპედია
  5. Scandium (Sc) - Chemical properties, Health and Environmental effects. www.lenntech.com. დაარქივებულია ორიგინალიდან 2011-08-22-ში. წაკითხვის თარიღი: 2009-09-19.