Автор: Пользователь скрыл имя, 12 Мая 2013 в 16:04, реферат
Ска́ндий (лат. Scandium; обозначается символом Sc) — элемент побочной подгруппы третьей группы, четвёртого периода периодической системы химических элементов Д. И. Менделеева, с атомным номером 21. Простое вещество скандий (CAS-номер: 7440-20-2) — лёгкий металл серебристого цвета с характерным жёлтым отливом. Существует в двух кристаллических модификациях: α-Sc с гексагональной решёткой типа магния, β-Sc с кубической объёмноцентрированной решёткой, температура перехода α↔β 1336 °C.
Температура плавления 1541 °C, температура кипения 2837 °C. Скандий — мягкий металл, с чистотой 99,5 % и выше (в отсутствие O2) легко поддается механической обработке.
Введение…………………………………………………………………….4
Физические параметры…………………………………………………….5
Внешний вид простого вещества
Свойства атома
Химические свойства
Термодинамические свойства простого вещества
Кристаллическая решётка простого вещества
Прочие характеристики
Изотопы скандия
Характеристика вещества………………………………………………….8
История открытия
Геохимия и минералогия вещества
Месторождения в мире
Производство и потребление скандия
Значение скандия
Получение металлов (сплавов на его основе) в промышленности….…16
Технологическая схема получения скандия
Получение скандия
Методы отделения и концентрирования скандия
Способы очистки скандия
Сплавы скандия
Обработка и токсичность
Уравнения реакций…………………………………………………..……23
Металлический скандий
Бинарные бескислородные стоединения
Оксиды скандия
Применение металла, его соединений и сплавов……………………….26
Применение в металлургии
Сплавы скандия
Сверхтвёрдые материалы
Микроэлектроника
Источники света
Применение изотопов скандия
Применение в других областях
Заключение…………………………………….………………………….31
Литература……………..………………………………………………….32
Хромит скандия используется как один из лучших и наиболее долговечных материалов для изготовления электродов МГД-генераторов, к основной керамической массе добавляют предварительно окисленный хром и спекают, что придаёт материалу повышенную прочность и электропроводность. Наряду с диоксидом циркония как электродным материалом для МГД-генераторов, хромит скандия обладает более высокой стойкостью к эрозии соединениями цезия (используемого в качестве плазмообразующей добавки).
Скандий широко применяется для производства многослойных рентгеновских зеркал (композиции: скандий-вольфрам, скандий-хром, скандий-молибден). Теллурид скандия очень перспективный материал для производства термоэлементов (высокая термо-э.д.с, 255 мкВ/К и малая плотность и высокая прочность).
В последние годы значительный интерес для авиакосмической и атомной техники приобрели тугоплавкие сплавы (интерметаллические соединения) скандия с рением (температура плавления до 2575 °C), рутением (температура плавления до 1840 °C), железом (температура плавления до 1600 °C), (жаропрочность, умеренная плотность и др).
Важную роль в качестве огнеупорного материала специального назначения оксид скандия (температура плавления 2450 °C) играет в производстве сталеразливочных стаканов для разливки высоколегированных сталей, по стойкости в потоке жидкого металла оксид скандия превосходит все известные и применяемые материалы (так например наиболее устойчивая окись иттрия уступает в 8,5 раза оксиду скандия) и в этой области можно сказать незаменим. Его широкому применению препятствует лишь весьма высокая цена, и в известной степени альтернативным решением в этой области является применение скандатов иттрия армированных нитевидными кристаллами оксида алюминия для увеличения прочности), а также применение танталата скандия.
В атомной промышленности с успехом применяется гидрид и дейтерид скандия — прекрасный замедлитель нейтронов, и мишень (бустер) в мощных и компактных нейтронных генераторах.
Диборид скандия (температура плавления 2250 °C) применяется в качестве компонента жаропрочных сплавов, а также как материал катодов электронных приборов. В атомной промышленности находит применение бериллид скандия в качестве отражателя нейтронов, и в частности этот материал, равно как и бериллид иттрия предложен в качестве отражателя нейтронов в конструкции атомной бомбы.
Необычайно быстрое лавинное развитие различных областей химии скандия в последнее тридцатилетие определяется уникальными свойствами этого металла, его соединений, в частности сложных оксидов, галогенидов, органических и других производных. История их развития нетривиальна, так же как открытие скандия, которое состоялось ещё в прошлом веке и было предположено в период создания периодической системы элементов Д.И. Менделеевым. До середины же этого столетия сведения о составе и свойствах даже таких типичных, простых соединениях скандия, как галогениды, нитраты, сульфаты, карбонаты, бинарные соединения были весьма ограничены. Повышенное внимание исследователей скандий начал привлекать с развитием микроэлектроники, ракетостроения и других новейших областей техники. Ценными свойствами, из которых следует отметить высокую температурную устойчивость, повышенную прочность, коррозионную и радиационную стойкость, обладают сплавы скандия с магнием, алюминием, титаном и другими металлами. Металлический скандий и его сплавы перспективны и используются в самолето- и ракетостроении, а также в водородной энергетике.
В последние десятилетия широкое развитие получили исследования по геохимии, минералогии, химии, технологии, аналитической химии скандия и применению металла и его соединений в России и различных странах мира (Австралия, Англия, Канада, Чехия, Франция), особенно в США, где была создана специальная компания – «American Scandium Corporation».
В результате проведенных
исследований найдены сырьевые источники
для извлечения скандия, организовано
получение металла и его
Как итог своей работы, я хочу отметить, что скандий обладает рядом индивидуальных особенностей в химическом поведении. Они существенно отличаются от химии редкоземельных металлов, к которым его формально относят. Именно индивидуальные особенности скандия – первого d-элемента – лежат в основе получения многих новых соединений, технических материалов, определяют его различие в поведении при отделении скандия от многочисленных аналогов.