استخدام مسحوق أكسيد السكانديوم Sc2O3

تطبيق أكسيد السكانديوم

الصيغة الكيميائية لـأكسيد السكانديومهو Sc2O3. الخواص: مادة صلبة بيضاء. بنية مكعبة من أكسيد نصف أكسيد العناصر الأرضية النادرة. كثافته 3.864. درجة انصهاره 2403 درجة مئوية (20 درجة مئوية). غير قابل للذوبان في الماء، قابل للذوبان في الأحماض الساخنة. يُحضّر بالتحلل الحراري لملح السكانديوم. يمكن استخدامه كمادة تبخير لطلاء أشباه الموصلات. يُستخدم في صناعة ليزر صلب ذي طول موجي متغير، ومدفع إلكتروني للتلفزيون عالي الدقة، ومصباح هاليد معدني، وغيرها.

يُعد أكسيد السكانديوم (Sc2O3) أحد أهم منتجات السكانديوم. تتشابه خصائصه الفيزيائية والكيميائية مع خصائص أكاسيد العناصر الأرضية النادرة (مثل La2O3 وY2O3 وLu2O3، إلخ)، لذا فإن طرق إنتاجه متشابهة جدًا. يُمكن استخدام Sc2O3 لإنتاج معدن السكانديوم (sc)، وأملاح مختلفة (ScCl3، وScF3، وScI3، وSc2(C2O4)3، إلخ)، وسبائك سكانديوم متنوعة (سلسلة Al-Sc، وAl-Zr-Sc). تتميز منتجات السكانديوم هذه بقيمة تقنية عملية وفعالية اقتصادية جيدة. يُستخدم Sc2O3 على نطاق واسع فيسبائك الألومنيومنظراً لخصائصه، يُستخدم أكسيد الكربون أحادي التكافؤ (Sc2O3) في مجالات السبائك، ومصادر الضوء الكهربائي، والليزر، والمحفزات، والمنشطات، والسيراميك، والفضاء الجوي، وغيرها. سيتم لاحقاً وصف حالة استخدام أكسيد الكربون أحادي التكافؤ (Sc2O3) في مجالات السبائك، ومصادر الضوء الكهربائي، والمحفزات، والمنشطات، والسيراميك في الصين والعالم.

(1) تطبيق السبائك

في الوقت الحاضر، يتميز سبيكة Al-Sc المصنوعة من Sc و Al بمزايا الكثافة المنخفضة (SC = 3.0 جم / سم 3، Al = 2.7 جم / سم 3)، والقوة العالية، والصلابة العالية، والمرونة الجيدة، ومقاومة التآكل القوية والاستقرار الحراري، إلخ. لذلك، تم تطبيقه بشكل جيد في الأجزاء الهيكلية للصواريخ والفضاء والطيران والسيارات والسفن، وتحول تدريجيًا إلى الاستخدام المدني، مثل مقابض الأجهزة الرياضية (الهوكي والبيسبول). يتميز بخصائص القوة العالية والصلابة العالية وخفة الوزن، وله قيمة عملية كبيرة.

يلعب سكانديوم دورًا رئيسيًا في تعديل وتنقية حبيبات السبائك، مما يؤدي إلى تكوين نوع جديد من Al3Sc ذي خصائص ممتازة. وقد شكلت سبائك Al-Sc سلسلة من سلاسل السبائك، على سبيل المثال، وصلت روسيا إلى 17 نوعًا من سلسلة Al-Sc، كما تمتلك الصين أيضًا العديد من السبائك (مثل سبائك Al-Mg-Sc-Zr و Al-Zn-Mg-Sc). لا يمكن استبدال خصائص هذا النوع من السبائك بمواد أخرى، لذلك من وجهة نظر التطوير، فإن تطوير تطبيقاته وإمكاناته كبيرة، ومن المتوقع أن يصبح تطبيقًا كبيرًا في المستقبل. على سبيل المثال، قامت روسيا بتصنيع الإنتاج وتطورت بسرعة للأجزاء الهيكلية الخفيفة، بينما تعمل الصين على تسريع أبحاثها وتطبيقاتها، وخاصة في مجال الفضاء والطيران.

(2) تطبيق مواد مصدر الضوء الكهربائي الجديدة

نقيSc2O3تم تحويله إلى ScI3، ثم تم تصنيعه إلى مادة مصدر ضوء كهربائي جديدة من الجيل الثالث مع NaI، والتي تمت معالجتها في مصباح هالوجين سكانديوم-صوديوم للإضاءة (تم استخدام حوالي 0.1 ملغ ~ 10 ملغ من مادة Sc2O3 ≥ 99٪ لكل مصباح. تحت تأثير الجهد العالي، يكون خط الطيف السكانديوم أزرق وخط الطيف الصوديوم أصفر، ويتعاون اللونان مع بعضهما البعض لإنتاج ضوء قريب من ضوء الشمس. يتميز الضوء بمزايا الإضاءة العالية ولون الضوء الجيد وتوفير الطاقة والعمر الطويل وقوة كسر الضباب القوية.

(3) تطبيق مواد الليزر

يمكن تحضير غارنيت غادولينيوم غاليوم سكانديوم (GGSG) بإضافة Sc2O3 نقي بنسبة ≥ 99.9% إلى GGG، ويكون تركيبه من نوع Gd3Sc2Ga3O12. تبلغ قوة انبعاث ليزر الجيل الثالث المصنوع منه 3.0 أضعاف قوة الليزر بنفس الحجم، والذي وصل إلى جهاز ليزر عالي الطاقة ومُصغّر، مما زاد من قوة خرج تذبذب الليزر وحسّن أداءه. عند تحضير بلورة واحدة، تتراوح كل شحنة بين 3 كجم و5 كجم، ويُضاف حوالي 1.0 كجم من المواد الخام ذات Sc2O3 بنسبة ≥ 99.9%. يُستخدم هذا النوع من الليزر حاليًا على نطاق واسع في التكنولوجيا العسكرية، ويجري تطويره تدريجيًا في الصناعة المدنية. ومن منظور التطوير، يتمتع بإمكانيات كبيرة للاستخدام العسكري والمدني في المستقبل.

(4) تطبيق المواد الإلكترونية

يمكن استخدام أكسيد الكربون النقي (Sc2O3) كمنشط أكسدة مهبطي لمدفع الإلكترونات المهبطي لأنبوب صورة التلفزيون الملون، مع تحقيق نتائج جيدة. رش طبقة من أكسيد الباريوم والسترونشيوم والكالسيوم بسمك مليمتر واحد على مهبط الأنبوب الملون، ثم وزع طبقة منSc2O3بسمك 0.1 مليمتر. في كاثود طبقة الأكسيد، يتفاعل المغنيسيوم والسترونشيوم مع الباريوم، مما يعزز اختزال الباريوم، وتكون الإلكترونات المنطلقة أكثر نشاطًا، مما يُطلق إلكترونات تيار كبيرة، مما يجعل الفوسفور ينبعث منه الضوء. بالمقارنة مع الكاثود بدون طلاء Sc2O3، يمكنه زيادة كثافة التيار بمقدار 4 مرات، مما يجعل صورة التلفزيون أكثر وضوحًا ويطيل عمر الكاثود بمقدار 3 مرات. تبلغ كمية Sc2O3 المستخدمة لكل كاثود تطوير مقاس 21 بوصة 0.1 مليجرام. في الوقت الحاضر، تم استخدام هذا الكاثود في بعض دول العالم، مثل اليابان، مما يمكن أن يحسن القدرة التنافسية في السوق ويعزز مبيعات أجهزة التلفزيون.