Skandiumoxid, Chemische Formel SC2O3, CAS 12060-08-1, weißer Feststoff. Eine kubische Struktur mit Sesquioxiden für Seltenerd. Dichte 3. 864. Schmelzpunkt 2403 Grad ± 20 Grad, unlöslich in Wasser, löslich in heißer Säure. Erzeugt durch thermische Zersetzung von Skandiumsalzen. Kann als Dampfabscheidungsmaterial für Halbleiterbeschichtungen verwendet werden, um Festkörperlaser mit variablen Wellenlängen, hochauflösenden Fernseh-Elektronenpistolen, Metallhalogenid-Lampen usw. herzustellen. Das Hinzufügen von Produkten zum optischen Glas kann seinen Brechungsindex erhöhen und seine chemische Stabilität und Strahlungsbeständigkeit verbessern. Bei der Herstellung von Glas für Weltraumteleskope und hochpräzise optische Instrumente können diese Produkteigenschaften beispielsweise sicherstellen, dass das Glas auch in harten Raumumgebungen oder komplexen optischen experimentellen Bedingungen eine gute optische Leistung beibehält.
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Chemische Formel |
O3SC2 |
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Genaue Masse |
138 |
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Molekulargewicht |
138 |
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m/z |
138 (100.0%) |
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Elementaranalyse |
O, 34,80; SC, 65,20 |
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Aufgrund der einzigartigen physikochemischen Eigenschaften von SC2O3SkandiumoxidSie haben seit den 1980er Jahren eine gute Anwendungsentwicklung in vielen High-Tech- und Industriesektoren erreicht. Der aktuelle Anwendungsstatus von SC2O3 in den Bereichen Legierungen, elektrischen Lichtquellen, Katalysatoren, Aktivatoren und Keramiken in China und auf der ganzen Welt wird später beschrieben.
Anwendung in Legierungen
Gegenwärtig weist die Scandiumoxid -Legierung (Al Sc) aus Scandium und Aluminium die Vorteile einer niedrigen Dichte auf (SC ist 3. 0 g/cm3, Al ist 2,7 g/cm3), hohe Festigkeit, hohe Härte, gute Plastizität, starke Korrosionsbeständigkeit und thealer Stabilität. Daher wurde es häufig in strukturellen Komponenten wie Raketen, Luft- und Raumfahrt, Luftfahrt, Automobilen und Schiffen verwendet und sich nach und nach in den zivilen Gebrauch wie Sportgeräte (Hockey- und Baseballsticks), Computer- und Mobiltelefonhüllen usw. verwandelt.
Scandium spielt hauptsächlich eine Rolle bei der Modifizierung und Verfeinerung von Körnern in Legierungen, was zur Bildung neuer Phasen des Al3SC -Typs und der Aufstellung hervorragender Leistungsmerkmale führt. Al Sc -Legierungen haben eine Reihe von Legierungserien gebildet, wie 17 Al Sc -Serien in Russland und mehrere Legierungen in China (wie Al Mg Sc Zr und Al Zn Mg Sc -Legierungen). Die Merkmale dieser Art von Legierung können nicht durch andere Materialien ersetzt werden, daher sind ihre Anwendungsentwicklung und das Potenzial aus Sicht der Entwicklung groß, und es wird erwartet, dass es in Zukunft zu einer wichtigen Anwendung wird. Wenn Russland bereits die Produktion industrialisiert und sich für leichte strukturelle Komponenten rasch entwickelt hat, beschleunigt China auch Forschung und Anwendung, insbesondere in den Bereichen Luft- und Raumfahrt und Luftfahrt mit den besten Aussichten.
Anwendung neuer Materialien für elektrische Lichtquellen
Ein neues elektrisches Lichtquellenmaterial der dritten Generation wird hergestellt, indem reines SC2O3 in SCI3 umgewandelt und es dann mit NAI verarbeitet wird, um Scandium-Natriumhalogenlampen zur Beleuchtung zu erzeugen (jede Lampe verwendet ungefähr 0. 1mg ~ 10 mg SC2O3 größer als 99% Material). Unter hoher Spannung erscheint die Scandium -Spektrallinie blau und die Natriumspektrallinie erscheint gelb, und die beiden Farben arbeiten zusammen, um Licht in der Nähe von Sonnenlicht zu erzeugen. Die Lampe hat die Vorteile von hoher Leuchtkraft, guter Lichtfarbe, Energiesparung, langer Lebensdauer und starker Defogging -Kraft.
Anwendungen in Lasermaterialien
Durch das Hinzufügen von reinem SC2O3 größer oder gleich 99,9% zu Gadoliniumgallium -Granat (GGG) kann Gadolinium -Gallium -Scandium -Granat (GGSG) produziert werden, was in Form von GD3SC2GA3O12 ist. Die Emissionsleistung des Lasers der dritten Generation ist 3. {{1 0}} mal höher als die von Lasern desselben Bandes, erreicht Hochleistungsstärke und miniaturisierte Lasergeräte, die Laser-Oszillationsleistung erhöht und die Laserleistung verbessert. Bei der Herstellung von Einzelkristallen beträgt jede Ofenladung 3 kg bis 5 kg und das Hinzufügen von SC2O3 größer oder gleich 99,9% Rohmaterial etwa 1,0 kg. Derzeit wird die Anwendung dieser Art von Laser in der Militärtechnologie immer weit verbreitet und wird allmählich in Richtung der zivilen Industrie gedrängt. Aus Sicht der Entwicklung besteht in Zukunft ein großes Potenzial für den militärischen und zivilen Gebrauch.
Anwendungen in elektronischen Materialien
Pure SC2O3 kann als oxidierender Kathodenaktivator für Farbfernseher -Elektronenpistolen mit guten Ergebnissen verwendet werden. Sprühen Sie eine ein Millimeter dicke Schicht aus Ba, SR, Ca -Oxid auf die Kathode des Farbrohrs und dispergieren dann eine dicke Schicht von SC2O3 1 Millimeter. In der Kathode der Oxidschicht fördert die Reaktion zwischen Mg, SR und BA die Reduktion von BA, setzt aktivere Elektronen frei und emittiert hohe Stromelektronen, wodurch das Phosphor Licht emittiert. Im Vergleich zur Kathode ohne SC2O3 -Beschichtung kann sie die aktuelle Dichte um das 4 -fache erhöhen, das Fernsehbild klarer machen und die Kathodenlebensdauer um das dreifache erhöhen. Jede 21 -Zoll -Kathode verwendet 0. 1mg SC2O3. Gegenwärtig wird diese Kathode in einigen Ländern auf der ganzen Welt wie Japan weit verbreitet, was die Wettbewerbsfähigkeit des Marktes verbessern und den Fernsehverkauf fördern kann.
Nach Jahren der Forschung undSkandiumoxidPraxis in der Produktionstechnologie und -ausrüstung, derzeit gibt es verschiedene Methoden zum Extrahieren von SC2O3 aus Skandium, das Rohstoffe enthält:
① Extraktionsmethode.
Es wird in der Produktion weit verbreitet und hat die Eigenschaften von hoher Leistung, guter Qualität, hoher Wiederherstellungsrate, niedrigen Kosten und kontinuierlichem Produktionsbetrieb.
② Ionenaustauschmethode.
Es wird auch häufig in der Produktion verwendet. Es hat die Eigenschaften mit geringer Ertrag, hoher Reinheit, geringer Ertrag, hohen Kosten und langem Produktionszyklus.
③ Extraktionsharzchromatographie -Methode.
Es hat die Eigenschaften eines kurzen Produktionszyklus, hoher Reinheit, hoher Ertrag und niedrigen Kosten.
④ Methode zur Extraktion von Flüssigmembran.
Es ist eine neuartige Trennungstechnologie, die die Membrantrennung mit der Flüssigkeits-Flüssig-Extraktion kombiniert. Aber derzeit gibt es keine Produktionspraxis. Jemand benutzte einst Emulsionsflüssigkeitsmembran, um SC von 60 mg/l bis 1400 mg/l nach der primären Extraktion zu bereichern.
Aus den Jahren des Extrahierens von SC2O3 in unserem Land ist zu erkennen, dass fast die ersten beiden Prozesse angewendet werden
Die Technologie (Extraktionsmethode und Ionenaustauschmethode) ist der Hauptansatz.
Der Prozess der Herstellung von Skandiumoxid aus dem Skandiumkonzentrat durch Extraktionsmethode: Lösen Sie das Skandiumkonzentrat in Salzsäure auf, um die SCCL3 -Lösung zu erhalten, und reinigen Sie dann, um Verunreinigungen wie Titan und Eisen zu entfernen. Verwenden Sie gereinigte Flüssigkeit als Rohstoff. Extrakt mit 50% Tributylphosphat (TBP) und Kerosin. Die vorbereitete Vorschublösung und das Extraktant werden in einen Extraktionstank platziert, um Skandium zu extrahieren. Nach der Säurewäsche und dem destillierten Wasserrückenextraktion von Skandium wird ein reines Skandium enthaltende Lösung (SCCL3 -Lösung) erhalten, das dann mit Oxalsäure ausfällt, getrocknet und verbrannt wird, um ein reines SC2O3 -Produkt zu erhalten. Der Hauptprozess ist: SCANDIUM -Konzentrat -Säure -Auflösungsreinigung TBP -Extraktions -Scandiumsäure -Rückwasch -Extraktionsscandium -Oxalat -Ausfällung Trockenverpackungsverpackung (reines SC2O3 -Produkt).
Hauptausrüstung: Säureauflösungstank, Extraktionstank, Niederschlagstank, Verbrennungsanlage, Verpackungsmaschine usw.
Prozess: Verwenden Sie Wolframabfallreste (mit SC2O378G/T ~ 377G/T) als Rohstoff. Lösen Sie es in Salzsäure auf, filtern Sie sie, reinigen und entfernen Sie Verunreinigungen aus der Vorschublösung und erhalten Sie eine reine SCCL3 -Lösung zum Mischen und verwenden Sie als Vorschublösung für den Ionenaustausch. Bereiten Sie die Spalte Adsorption und Trennungsspalte für die spätere Verwendung vor. Fließen Sie die Materiallösung (SCCL3 -Lösung) von der Oberseite der Spalte in die Adsorptionsspalte, bis sie die sc 3+ -Sättigung erreicht und zur Verwendung bereit ist. Nach Anschluss der Adsorptionsspalte und der Trennungsspalte in Reihe fließt der Eluenten von der Oberseite der Adsorptionsspalte und durchläuft die Trennungsspalte. Wenn die letzte Trennungssäule stabil aus der SCCL3 -Flüssigkeit fließt, kann die SCCL3 -Flüssigkeit (reine SCCL3 -Flüssigkeit) kontinuierlich im Sammelbehälter empfangen werden. Nach der Einstellung der Säure wird Oxalsäure zur Ausfällung, Filtration, Trocknung und Kalzinierung verwendet, um reines SC2O3 -Produkt zu produzieren. Der Hauptprozess ist: Wolframabfallreste - Säureauflösung - Reinigung - Adsorptionssäule - Spülung - Empfangs -SCCL3 -Lösung - Säureanpassung - Ausfällung von Skandium - Trocknung - Verbrennung - Verpackung - Speicher (reines SC2O3 -Produkt).
Hauptausrüstung: Säureauflösungstank, Adsorptionssäule, Trennsäule, Niederschlagstank, Kalzinierungsofen, Verpackungsmaschine usw.
Prozess: Chloridrauchstaub in HCL auflösen und Verunreinigungen entfernen und entfernen, um die SCCL3 -Vorschublösung zu erzeugen. Extrahieren Sie Skandium mit 50% TBP-Kerosin-Extraktionsmittel im Extraktionspanzer, Säurewaschverunreinigungen und Rückenextrakt-Skandium, um eine reine SC-Cl3-Lösung zu erhalten. Dann schließen Sie SC mit H2C2O4 aus und verbrennen Sie, um ein reines SC2O3 -Produkt zu erhalten. Der Hauptprozess ist: Oxidation von Rauchstaub - Salzsäureauflösung - Reinigung - Reinigung der SCCL3 -Lösung - Extraktion - Säurewäsche - Reverse Extraktion - Ausfällung - Verbrennung - Verpackung - Speicherung (reines SC2O3 -Produkt).
Verwenden von Titan -Dioxidabfällen (mit SC2O325G/M3) als Rohstoff. In einem Schwefelsäure -Medium -System unter Verwendung von P204 -Kerosen als Extraktionsmittel wird Skandium aus der Futterlösung im Extraktionstank extrahiert. Nach dem Waschen von Säure mit H2SO4 und H2O2 zur Entfernung von Verunreinigungen wird Skandium mit NaOH -Lösung zurück extrahiert, um die SC (OH) 3 -Anreicherung zu erzeugen. SC (OH) 3 wird in Salzsäure gelöst, um eine SCCL3 -Lösung zu bilden, und Skandium wird mit Oxalsäure ausgefällt und zweimal verbrannt. DerSkandiumoxidist als reines SC2O3 verpackt. Das Hauptprozess ist: Titaniumdioxidabfall Flüssigkeit - Vorbereitung - Extraktion - Säurewäsche - Reverse Extraktion - SC (OH) 3 Produkt - Auflösung - Niederschlag - Verbrennung - Verpackung - Speicher (reines SC2O3 -Produkt).
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