Scandium ötvözet

A:

• A szkandium (kémiai jele Sc és rendszáma 21) ezüst-fehér könnyű átmenetifém. A ritkaföldfém-elemek közé sorolják.
• Fő tulajdonságai a könnyű súly, a magas olvadáspont és a kis ionsugár. A szkandium csak az 50. leggyakoribb elem a Földön, de a 23. leggyakoribb elem a Napban.
• Ionjai kis mérete miatt nem kombinálódik szelektíven a közönséges ércképző anionokkal, és ritkán képez 100 ppm-nél nagyobb koncentrációt a természetben.
• A Scandiumot főként {{0}},1-0,5%-os minőségben használják repülőgép- és sportcélú alumíniumötvözetekben, beleértve a kerékpárvázakat, teniszütőket és baseballütőket.
• A szkandium hozzáadásának fő oka az, hogy a könnyű alumíniumötvözetekhez semmihez sem hasonlítható erősséget ad. Pontosabban, finom szemcsés finomításának köszönhetően a szkandiumötvözetek csökkentik a hegesztési varratok melegrepedését, növelik a hegesztési varratok szilárdságát és jobb fáradási viselkedést biztosítanak.
• Szkandium-jodid formában halogénlámpákban is használják, hogy a természetes napfényhez közeli fényt kapjanak.
• A Scandiumnak két nagyon fontos potenciális végfelhasználása van, nevezetesen Európában: szilárd oxidos üzemanyagcellák energiatárolásra és Sc-Al ötvözetek a repülőgép- és autóiparban.

A:

• A szkandium globális termelői Kína 66%, Oroszország 23%, Ukrajna 7% és Kazahsztán 1%.
• A szkandium globális kínálata elsődleges forrásokból, például érc alapanyagból, és másodlagos forrásokból a bányászati ​​termelésből, például koncentrátumokból, kohászati ​​salakokból és maradékokból származik.
• A szkandium jellemzően különböző ércek (pl. vasérc, REE, titán, cirkónium, urán, tórium, alumínium, volfrám, ón, tantál, apatit, nikkel és kobalt) feldolgozása során keletkezik melléktermékként vagy melléktermékként vagy korábban feldolgozott zagyból és maradékokból nyerik vissza (USGS 2021 és 2022).

A:

• A Scandiumot semmilyen fémtőzsdén nem forgalmazzák, mivel a szkandiumtermékeket magánfelek között nem közölt áron értékesítik.
• Data on scandium (Sc) production is very patchy and incomplete. According to the USGS (2022) the annual Sc production is estimated to 10-20 t; DERA (2021) assumes the figure to be around 14-16 t. Sc demand and supply are highly concentrated. With about 75% (>10 t) a globális éves termelésből Kína a legnagyobb Sc. termelő. Egyéb termelők Oroszország (1-2 t/év) és a Fülöp-szigetek (kb. 1 t/év) (DERA, 2021).

V: A szkandium, más alumíniummal ötvözött fémekhez hasonlóan, szilárdságot és kívánatos tulajdonságokat kölcsönöz az alumíniumnak, és ezt bizonyos mértékig a nyolc ötvözetcsalád (sorozat) mindegyikének teszi. A szkandium-adalékok szilárdságot hoznak létre az ötvözetek kisebb, egyenletes méretű szemcseszerkezetének elősegítésével a megszilárdulás során. A Scandium egyes ötvözetcsaládokban jobb szilárdsági választ mutat, mint másokban, de szinte mindig egészen kis hozzáadással – 0,1% és 0,45% Sc között.

V: A Scandium átalakító erőt biztosít anélkül, hogy problémás és költséges hőkezelésekre lenne szükség. Pontosabban, a szkandium hozzáadása az 5000-es sorozat folyáshatárát 300 MPa és 450 MPa közé növelheti, a hozzáadott mennyiségtől függően, miközben megtartja a 12-15 nyúlási (hajlékonysági) értéket.

V: A szkandium egészségügyi hatásai:

A Scandiumnak nincs biológiai szerepe. Csak nyomokban jut el a táplálékláncba, így az átlagos ember napi bevitele kevesebb, mint 0,1 mikrogramm.

A scadium nem mérgező, bár egyes vegyületei rákkeltőek lehetnek.

A skandium leginkább a munkakörnyezetben veszélyes, mivel a nedvesség és a gázok levegővel belélegezhetők. Ez tüdőembóliát okozhat, különösen hosszú távú expozíció esetén. A szkandium veszélyt jelenthet a májra, amikor felhalmozódik az emberi szervezetben.

V: A szkandium hatása a környezetre:

A szkandiumot számos helyen kidobják a környezetbe, főként a benzingyártó iparágak. A háztartási berendezések kidobásakor is a környezetbe kerülhet. A szkandium fokozatosan felhalmozódik a talajban és a víztalajban, és ez végül az emberekben, állatokban és a talajrészecskékben történő koncentrációjának növekedéséhez vezet.

A vízi állatokkal a szkandium károsítja a sejtmembránokat, ami számos negatív hatással van a szaporodásra és az idegrendszer működésére.

V: A szkandium alumíniumötvözetek a szkandium és az alumínium fém nyerő kombinációja. A szkandium alumíniumhoz való hozzáadása korlátozza a túlzott szemcsenövekedést, amely a hegesztett alumínium alkatrészek hőhatásövezetében jelentkezik.

V: Az alumínium-magnézium szkandium jó hegeszthetőséget, kiváló sérüléstűrő képességet, jó korrózióállóságot és kúszó-formázhatóságot biztosít. Az Aleris AlMgSc AA5024 H116 ötvözet lehetővé teszi a repülőgép törzsalkatrészeinek gyártási folyamatának egyszerűsítését. Az AA5024 H116 AlMgSc-vel megerősített repülőgéptörzs-alkatrészek lézersugaras hegesztéssel (LBW) vagy súrlódó keverőhegesztéssel (FSW) lehetnek, ha az egyes részek még laposak, minden előzetes kezelés nélkül. A repülőgéptesthez szükséges törzsrész egyszeres vagy kettős görbületét emelt hőmérsékleten történő kúszással érik el.

Közepes szilárdságú, de kiváló sérüléstűrő és korróziós tulajdonságokkal rendelkező törzshéjlemezként ajánlott, és potenciálisan helyettesítheti a hagyományosan használt 2xxx ötvözeteket, akár drop-in megoldásként is.

V: Az alumínium-lítium ötvözetek néhány hátránya:

• Csökkentett rugalmasság
• Csökkentett törési szilárdság
• A síkbeli tulajdonságok anizotrópiája
• A csúcsminőség eléréséhez hideg munkára van szükség
• Felgyorsult kifáradási repedések nyúlási aránya

V: Az Al-Li ötvözetek könnyebbek, és nagy szakítószilárdságúak és folyási szilárdságúak a hagyományos, nagy szilárdságú alumíniumötvözetekhez képest. Ellenállnak a kifáradásos repedések terjedésének; korrózióállóságukat azonban még javítani kell.