جادوئي نادر ڌرتي عنصر اسڪينڊيم

Scandiumعنصر جي علامت Sc ۽ ائٽمي نمبر 21 سان، پاڻيءَ ۾ آسانيءَ سان حل ٿئي ٿو، گرم پاڻيءَ سان لهه وچڙ ۾ اچي سگھي ٿو، ۽ هوا ۾ آسانيءَ سان اونداهو ٿئي ٿو. ان جو مکيه valence +3 آهي. اهو اڪثر ڪري گادولينيم، erbium، ۽ ٻين عناصر سان ملايو ويندو آهي، گهٽ پيداوار ۽ ڪرسٽ ۾ تقريبا 0.0005٪ جي مواد سان. اسڪينڊيم اڪثر ڪري استعمال ڪيو ويندو آهي خاص شيشي ٺاهڻ لاءِ ۽ ٿلهي وزن جي اعليٰ درجه حرارت واري مصرع.

هن وقت دنيا ۾ اسڪينڊيم جا ثابت ٿيل ذخيرا فقط 2 ملين ٽن آهن، جن مان 90-95 سيڪڙو باڪسائٽ، فاسفورائيٽ ۽ آئرن ٽائيٽينيم معدنيات ۾ شامل آهن، ۽ ٿورو حصو يورينيم، ٿوريم، ٽنگسٽن ۽ نادر زميني معدنيات ۾ آهي. روس، چين، تاجڪستان، مڊگاسڪر، ناروي ۽ ٻين ملڪن ۾ ورهايل. چين اسڪينڊيم جي وسيلن ۾ تمام گهڻو مالا مال آهي، اسڪينڊيم سان لاڳاپيل وڏي معدني ذخيرن سان. نامڪمل انگن اکرن موجب، چين ۾ اسڪينڊيم جا ذخيرا اٽڪل 600000 ٽن آهن، جيڪي ڏکڻ چين ۾ باڪسائٽ ۽ فاسفورائيٽ جا ذخيرا، پورفيري ۽ ڪوارٽز وين ٽنگسٽن جا ذخيرا، ڏکڻ چين ۾ نادر زمين جا ذخيرا، بيان اوبو نادر زمين لوهه جا ذخيرا آهن. اندروني منگوليا، ۽ Panzhihua vanadium titanium magnetite سيچوان ۾ جمع.

اسڪينڊيم جي کوٽ سبب اسڪينڊيم جي قيمت به تمام گهڻي وڌي وئي آهي ۽ ان وقت اسڪينڊيم جي قيمت سون جي ڀيٽ ۾ 10 ڀيرا وڌي وئي هئي. جيتوڻيڪ اسڪينڊل جي قيمت گهٽجي وئي آهي، اهو اڃا تائين سون جي قيمت چار ڀيرا آهي!

دريافت جي تاريخ

1869 ۾، مينڊيليف ڪيلشيم (40) ۽ ٽائيٽينيم (48) جي وچ ۾ ايٽمي ماس ۾ خال کي ڏٺو، ۽ اڳڪٿي ڪئي ته هتي هڪ اڻڄاتل وچولي ايٽمي ماس عنصر پڻ موجود آهي. هن اڳڪٿي ڪئي ته ان جو آڪسائيڊ X ₂ O Å آهي. اسڪينڊيم 1879 ۾ سويڊن جي اپسالا يونيورسٽي جي لارس فريڊرڪ نيلسن دريافت ڪيو. هن ان کي ڪارو ناياب سون جي مائن مان ڪڍيو، هڪ پيچيده معدنيات جنهن ۾ 8 قسم جي ڌاتو آڪسائيڊ شامل آهن. هن ڪڍيو آهيErbium (III) آڪسائيڊڪارو نادر سون جي معدنيات مان، ۽ حاصل ڪيو ويوYtterbium (III) آڪسائيڊھن آڪسائيڊ مان، ۽ ھلڪي عنصر جو ھڪڙو ٻيو آڪسائيڊ آھي، جنھن جو اسپيڪٽرم ڏيکاري ٿو ته اھو ھڪڙو نامعلوم ڌاتو آھي. هي مينڊيليف پاران پيش ڪيل ڌاتو آهي، جنهن جي آڪسائيڊ آهيSc₂O₃. اسڪينڊيم ڌاتو پاڻ مان پيدا ڪيو ويواسڪينڊيم کلورائڊ1937 ع ۾ electrolytic پگھلڻ جي ذريعي.

مينڊيليف

اليڪٽران جي تشڪيل

اليڪٽران جي جوڙجڪ: 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d1

اسڪينڊيم ڌاتو

اسڪينڊيم هڪ نرم، چانديءَ جي سفيد منتقلي ڌاتو آهي، جنهن جي پگھلڻ واري نقطي 1541 ℃ ۽ 2831 ℃ جي ابل واري نقطي آهي.

ان جي دريافت کان پوء ڪافي عرصي تائين، اسڪينڊيم جي استعمال جو مظاهرو نه ڪيو ويو ان جي پيداوار ۾ مشڪلات سبب. ناياب زمين جي عنصر جي علحدگيء جي طريقن جي وڌندڙ سڌارن سان، ھاڻي ھڪڙو پختو عمل آھي اسڪينڊيم مرکبات کي صاف ڪرڻ لاء. ڇاڪاڻ ته اسڪينڊيم yttrium ۽ Lanthanide کان گهٽ الڪائن آهي، هائيڊروڪسائيڊ سڀ کان ڪمزور آهي، تنهن ڪري نادر زمين عنصر مخلوط معدني اسڪينڊيم تي مشتمل آهي "قدم ورڻ" طريقي سان نادر زمين جي عنصر کان جدا ڪيو ويندو جڏهن اسڪينڊيم (III) هائيڊروڪسائيڊ کي امونيا سان علاج ڪيو ويندو آهي. حل ۾ منتقل ڪيو وڃي ٿو. ٻيو طريقو اهو آهي ته اسڪينڊيم نائيٽريٽ کي نائيٽريٽ جي پولر ڊمپوزيشن ذريعي جدا ڪيو وڃي. ڇاڪاڻ ته اسڪينڊيم نائٽريٽ کي ختم ڪرڻ لاء تمام آسان آهي، اسڪينڊيم کي الڳ ڪري سگهجي ٿو. ان کان علاوه يورينيم، ٿريئم، ٽنگسٽن، ٽين ۽ ٻين معدني ذخيرن مان گڏ ٿيندڙ اسڪينڊيم جي جامع بحالي پڻ اسڪينڊيم جو هڪ اهم ذريعو آهي.

خالص اسڪينڊيم مرڪب حاصل ڪرڻ کان پوءِ، ان کي ScCl Å ۾ تبديل ڪيو وڃي ٿو ۽ KCl ۽ LiCl سان گڏ پگھلجي ٿو. پگھليل زنڪ اليڪٽرولائيزيشن لاءِ ڪيٿوڊ طور استعمال ڪيو ويندو آھي، جنھن جي ڪري اسڪينڊيم زنڪ اليڪٽرروڊ تي تيز ٿي ويندو آھي. ان کان پوء، زنڪ کي ڌاتو اسڪينڊيم حاصل ڪرڻ لاء evaporated ڪيو ويو آهي. هي هڪ هلڪو وزن وارو چانديءَ جو اڇو ڌاتو آهي جنهن ۾ تمام سرگرم ڪيميائي ملڪيتون آهن، جيڪي گرم پاڻيءَ سان رد عمل ڪري هائڊروجن گئس پيدا ڪري سگهن ٿيون. تنهن ڪري جنهن دھاتي اسڪينڊيم کي توهان تصوير ۾ ڏسي رهيا آهيو، ان کي بوتل ۾ بند ڪيو ويو آهي ۽ آرگن گيس سان محفوظ ڪيو ويو آهي، ٻي صورت ۾ اسڪينڊيم جلدي هڪ ڳاڙهو پيلو يا گرين آڪسائيڊ پرت ٺاهيندو، جيڪو پنهنجي چمڪندڙ دھات جي چمڪ کي وڃائي ڇڏيندو.

درخواستون

روشني جي صنعت

اسڪينڊيم جو استعمال تمام روشن هدايتن ۾ مرڪوز آهي، ۽ ان کي نور جو پٽ سڏڻ ۾ مبالغہ نه آهي. اسڪينڊيم جو پهريون جادوئي هٿيار اسڪينڊيم سوڊيم ليمپ سڏجي ٿو، جنهن کي استعمال ڪري هزارين گهرن ۾ روشني آڻي سگهجي ٿي. هي هڪ ڌاتو halide برقي روشني آهي: بلب Sodium iodide ۽ Scandium triiodide سان ڀريو پيو آهي، ۽ scandium ۽ sodium ورق هڪ ئي وقت ۾ شامل ڪيو ويو آهي. تيز وولٽيج ڊسچارج دوران، اسڪينڊيم آئنز ۽ سوڊيم آئنز ترتيب سان پنھنجي خصوصيت جي اخراج واري موج جي روشني کي خارج ڪن ٿا. سوڊيم جون اسپيڪٽرل لائينون 589.0 ۽ 589.6 nm آهن، ٻه مشهور پيلي روشنيون، جڏهن ته اسڪينڊيم جون اسپيڪٽرل لائينون 361.3 ~ 424.7 nm آهن، ويجھو الٽراوائلٽ ۽ نيري روشني جي اخراج جو هڪ سلسلو. ڇاڪاڻ ته اهي هڪ ٻئي کي پورو ڪن ٿا، مجموعي طور تي هلڪو رنگ پيدا ٿئي ٿو اڇو روشني. اهو خاص طور تي آهي ڇو ته اسڪينڊيم سوڊيم لیمپ ۾ اعلي برعڪس ڪارڪردگي، سٺو روشني رنگ، بجلي جي بچت، ڊگهي سروس جي زندگي، ۽ مضبوط فوگ ٽوڙڻ جي صلاحيت آهي ته اهي وڏي پيماني تي ٽيليويزن ڪئميرا، چوڪن، راندين جي جڳهن، ۽ روڊ جي روشني لاء استعمال ڪري سگهجن ٿيون. ۽ ٽئين نسل جي روشني ذريعن طور سڃاتل آهن. چين ۾، هن قسم جي چراغ کي آهستي آهستي هڪ نئين ٽيڪنالاجي طور تي ترقي ڪئي پئي وڃي، جڏهن ته ڪجهه ترقي يافته ملڪن ۾، هن قسم جي چراغ کي 1980 جي شروعات کان وٺي وڏي پيماني تي استعمال ڪيو ويو.

اسڪينڊيم جو ٻيو جادوئي هٿيار سولر فوٽووولٽڪ سيلز آهي، جيڪو زمين تي پکڙيل روشنيءَ کي گڏ ڪري ان کي بجليءَ ۾ تبديل ڪري انساني سماج کي هلائي ٿو. اسڪينڊيم بهترين رڪاوٽ ڌاتو آهي دھاتي انسولٽر سيميڪنڊڪٽر سلکان سولر سيلز ۽ سولر سيلز ۾.

ان جو ٽيون جادوئي هٿيار γ A ray source سڏيو ويندو آهي، هي جادوئي هٿيار پنهنجي طور تي روشنيءَ سان چمڪي سگهي ٿو، پر هن قسم جي روشني ننگي اک سان حاصل نه ٿي سگهي، اهو هڪ اعليٰ توانائي وارو فوٽوان وهڪرو آهي. اسان عام طور تي معدنيات مان 45Sc ڪڍون ٿا، جيڪو صرف اسڪينڊيم جو قدرتي آئوٽوپس آهي. هر 45Sc نيوڪليس ۾ 21 پروٽان ۽ 24 نيوٽران شامل آهن. 46Sc، هڪ مصنوعي تابڪاري آاسوٽوپ، استعمال ڪري سگھجي ٿو γ تابڪاري ذريعن جي طور تي يا ٽريسر ايٽم پڻ استعمال ڪري سگھجن ٿا تابڪاري ٽامر جي ريڊيوٿراپي لاءِ. اتي پڻ ايپليڪيشنون آهن جهڙوڪ yttrium gallium scandium garnet ليزر،اسڪينڊيم فلورائيڊگلاس انفراريڊ آپٽيڪل فائبر، ۽ ٽيليويزن تي اسڪينڊيم ڪوٽيڊ ڪيٿوڊ ري ٽيوب. اهو لڳي ٿو ته اسڪينڊيم روشني سان پيدا ٿيو آهي.

مصر جي صنعت

Scandium ان جي بنيادي روپ ۾ وڏي پيماني تي المونيم مصر doping لاء استعمال ڪيو ويو آهي. جيستائين ايلومينيم ۾ اسڪينڊيم جو چند هزار حصو شامل ڪيو ويندو، هڪ نئون Al3Sc مرحلو ٺهيل هوندو، جيڪو ايلومينيم مصر ۾ ميٽامورفيزم جو ڪردار ادا ڪندو ۽ مصر جي ساخت ۽ خاصيتن کي خاص طور تي تبديل ڪندو. 0.2%~ 0.4% Sc شامل ڪرڻ (جيڪو واقعي گهر ۾ تريل ڀاڄين کي اُڇلائڻ لاءِ لوڻ شامل ڪرڻ جي تناسب سان ملندڙ جلندڙ آهي، صرف ٿورڙي ضرورت آهي) مصر جي ٻيهر ريسٽالائيزيشن جي گرمي پد کي 150-200 ℃ تائين وڌائي سگھي ٿو، ۽ خاص طور تي اعلي معيار کي بهتر بڻائي ٿو. -حرارت جي طاقت، ساخت جي استحڪام، ويلڊنگ ڪارڪردگي، ۽ سنکنرن جي مزاحمت. اهو پڻ ڇڪڻ واري رجحان کان بچي سگهي ٿو جيڪو تيز گرمي تي ڊگهي مدت جي ڪم دوران ٿيڻ آسان آهي. اعلي طاقت ۽ اعلي سختي ايلومينيم مصر، نئين اعلي طاقت corrosion-مزاحمتي ويلڊبل ايلومينيم مصر، نئين تيز گرمي ايلومينيم مصر، اعلي طاقت نيوٽران شعاع مزاحمتي ايلومينيم مصر، وغيره، ايرو اسپيس، هوائي جهاز، جهازن ۾ تمام پرڪشش ترقي جا امڪان آهن. ايٽمي ري ايڪٽر، هلڪي گاڏيون ۽ تيز رفتار ٽرينون.

اسڪينڊيم پڻ لوھ لاءِ ھڪ بھترين موڊيفير آھي، ۽ اسڪينڊيم جو ھڪڙو ننڍڙو مقدار کاسٽ آئرن جي طاقت ۽ سختي کي بھتر ڪري سگھي ٿو. ان کان سواء، اسڪينڊيم پڻ استعمال ڪري سگھجي ٿو تيز گرمي پد ٽنگسٽن ۽ ڪروميم مصر لاء اضافي طور تي. يقيناً، ٻين لاءِ شاديءَ جا ڪپڙا ٺاهڻ کان علاوه، اسڪينڊيم جو هڪ اعليٰ پگھلڻ وارو نقطو آهي ۽ ان جي کثافت ايلومينيم جهڙي آهي، ۽ اهو پڻ اعليٰ پگھلڻ واري نقطي جي هلڪي وزن واري مصرع ۾ استعمال ٿئي ٿو جهڙوڪ اسڪينڊيم ٽائيٽينيم مصر ۽ اسڪينڊيم مگنيشيم مصر. جڏهن ته، ان جي اعلي قيمت جي ڪري، اهو عام طور تي صرف اعلي-آخر جي صنعتن ۾ استعمال ٿيندو آهي جهڙوڪ خلائي شٽل ۽ راڪيٽ.

سيرامڪ مواد

اسڪينڊيم، هڪ واحد مادو، عام طور تي مصر ۾ استعمال ٿيندو آهي، ۽ ان جي آڪسائيڊ هڪ ئي طريقي سان سيرامڪ مواد ۾ اهم ڪردار ادا ڪن ٿا. tetragonal zirconia سيرامڪ مواد، جيڪو سولڊ آڪسائيڊ فيول سيلز لاءِ اليڪٽرروڊ مواد طور استعمال ڪري سگهجي ٿو، ان ۾ هڪ منفرد ملڪيت آهي جتي هن اليڪٽرولائيٽ جي چالکائي وڌندڙ گرمي پد ۽ ماحول ۾ آڪسيجن ڪنسنٽريشن سان وڌي ٿي. بهرحال، هن سيرامڪ مواد جي ڪرسٽل ڍانچي پاڻ کي مستحڪم طور تي موجود نه آهي ۽ نه ئي صنعتي قدر آهي. اهو ضروري آهي ته ڪجهه شيون ڊاپ ڪرڻ لاء جيڪي هن ساخت کي درست ڪري سگهن ٿا ان جي اصلي ملڪيت کي برقرار رکڻ لاء. 6 ~ 10٪ اسڪينڊيم آڪسائيڊ شامل ڪرڻ هڪ ڪنڪريٽ جي جوڙجڪ وانگر آهي، انهي ڪري ته زرڪونيا کي چورس لٽيس تي مستحڪم ڪري سگهجي ٿو.

هتي انجنيئرنگ سيرامڪ مواد پڻ آهن جهڙوڪ اعلي طاقت ۽ تيز گرمي جي مزاحمتي سلکان نائٽرائڊ جهڙوڪ densifiers ۽ stabilizers.

هڪ densifier طور،اسڪينڊيم آڪسائيڊنفيس ذرڙن جي ڪنارن تي ريفريڪٽري فيز Sc2Si2O7 ٺاهي سگھي ٿو، اھڙيءَ طرح انجنيئرنگ سيرامڪس جي اعليٰ درجه حرارت جي خرابي کي گھٽائي ٿي. ٻين oxides سان مقابلي ۾، ان کي بهتر ڪري سگهو ٿا اعلي گرمي پد مشيني مال silicon nitride جي.

ڪيٽيليٽڪ ڪيمسٽري

ڪيميائي انجنيئرنگ ۾، اسڪينڊيم اڪثر ڪري ڪيٽيليسٽ طور استعمال ڪيو ويندو آهي، جڏهن ته Sc2O3 ايٿانول يا آئوسوپروپنول جي ڊيهائيڊريشن ۽ ڊي آڪسائيڊشن، ايڪٽڪ ايسڊ جي خراب ٿيڻ، ۽ CO ۽ H2 مان ايٿيلين جي پيداوار لاءِ استعمال ٿي سگهي ٿو. Pt Al Catalyst جنهن ۾ Sc2O3 شامل آهي، پيٽروڪيميڪل صنعت ۾ ڳري تيل جي هائيڊروجنيشن صاف ڪرڻ ۽ ريفائننگ جي عمل لاءِ پڻ هڪ اهم ڪيٽيلسٽ آهي. ڪيٽيليٽڪ ٽوڙڻ واري رد عمل جهڙوڪ Cumene ۾، Sc-Y zeolite catalyst جي سرگرمي 1000 ڀيرا وڌيڪ آهي المونيم سليڪٽ ڪيٽالسٽ کان. ڪجھ روايتي ڪيٽالسٽس جي مقابلي ۾، اسڪينڊيم ڪيٽالسٽس جي ترقي جا امڪان تمام روشن هوندا.

ايٽمي توانائي جي صنعت

تيز گرمي پد ري ايڪٽر ايٽمي ايندھن ۾ UO2 ۾ Sc2O3 جي ٿورڙي مقدار کي شامل ڪرڻ سان UO2 کان U3O8 جي تبديليءَ جي ڪري لٽيس ٽرانسفارميشن، حجم جي واڌ، ۽ شگاف ٿيڻ کان بچي سگھجي ٿو.

ٻارڻ سيل

اهڙي طرح، نڪيل الڪلي بيٽرين ۾ 2.5٪ کان 25٪ اسڪينڊيم شامل ڪرڻ سان انهن جي سروس جي زندگي ۾ اضافو ٿيندو.

زرعي نسل

زراعت ۾، ٻج جهڙوڪ مکڻ، چقندر، مٽر، ڪڻڪ ۽ سورج مکي کي اسڪينڊيم سلفيٽ سان علاج ڪري سگهجي ٿو (ڪنسنٽريشن عام طور تي 10-3 ~ 10-8mol/L آهي، مختلف ٻوٽن ۾ فرق هوندو آهي)، ۽ اصل اثر اڀرڻ جو اصل اثر آهي. حاصل ڪيو ويو آهي. 8 ڪلاڪن کان پوءِ، ٻج جي ڀيٽ ۾ جڙن ۽ ڪُلن جو سڪل وزن 37 سيڪڙو ۽ 78 سيڪڙو وڌي ويو، پر ان جو طريقو اڃا تائين مطالعي هيٺ آهي.

ايٽمي ماس ڊيٽا جي قرض ڏانهن نيلسن جي ڌيان کان وٺي اڄ تائين، اسڪينڊيم ماڻهن جي نظر ۾ صرف هڪ سئو يا ويهن سالن تائين داخل ٿيو آهي، پر اهو تقريبا هڪ سئو سالن تائين بينچ تي ويٺو آهي. گذريل صديءَ جي آخر ۾ مادي سائنس جي زوردار ترقيءَ ان وقت تائين نه هئي جو هن ۾ جاندار قوت پيدا ٿي. اڄ، ناياب زمين جا عنصر، بشمول اسڪينڊيم، مادي سائنس ۾ گرم ستارا بڻجي چڪا آهن، هزارين سسٽم ۾ هميشه تبديل ٿيندڙ ڪردار ادا ڪري رهيا آهن، هر روز اسان جي زندگين ۾ وڌيڪ سهولتون آڻيندي، ۽ اقتصادي قدر پيدا ڪرڻ کان به وڌيڪ ڏکيو آهي.