Skandiumoksiidi Sc2O3 pulbri pealekandmine

Skandiumoksiidi pealekandmine

Keemiline valemskandiumoksiidon Sc2O3. Omadused: Valge tahke aine. Haruldaste muldmetallide seskvioksiidi kuubilise struktuuriga. Tihedus 3,864. Sulamistemperatuur 2403 ℃ 20 ℃. Vees lahustumatu, kuumas happes lahustuv. Valmistatakse skandiumsoola termilisel lagundamisel. Seda saab kasutada pooljuhtide katmisel aurustumismaterjalina. Valmistab muudetava lainepikkusega tahkelasereid, kõrglahutusega teleri elektronkahureid, metallhalogeniidlampe jne.

Skandiumoksiid (Sc2O3) on üks olulisemaid skandiumi saadusi. Selle füüsikalised ja keemilised omadused on sarnased haruldaste muldmetallide oksiidide (näiteks La2O3, Y2O3 ja Lu2O3 jne) omadustega, seega on tootmises kasutatavad meetodid väga sarnased. Sc2O3 abil saab toota metalli skandiumi (sc), erinevaid sooli (ScCl3, ScF3, ScI3, Sc2(C2O4)3 jne) ja mitmesuguseid skandiumi sulameid (Al-Sc, Al-Zr-Sc seeria). Nendel skandiumi saadustel on praktiline tehniline väärtus ja hea majanduslik mõju. Sc2O3 on laialdaselt kasutatudalumiiniumisulam, elektriline valgusallikas, laser, katalüsaator, aktivaator, keraamika, lennundus ja nii edasi tänu oma omadustele. Praegu kirjeldatakse allpool Sc2O3 rakendusstaatust sulamite, elektriliste valgusallikate, katalüsaatorite, aktivaatorite ja keraamika valdkonnas Hiinas ja kogu maailmas.

(1) sulami pealekandmine

Praegu on Sc-st ja Al-st valmistatud Al-Sc-sulami eelised madala tihedusega (SC = 3,0 g/cm3, Al = 2,7 g/cm3), kõrge tugevuse, kõrge kõvaduse, hea plastilisuse, tugeva korrosioonikindluse ja termilise stabiilsuse jms. Seetõttu on seda hästi kasutatud rakettide, lennunduse, autode ja laevade konstruktsiooniosades ning järk-järgult hakati seda kasutama ka tsiviilotstarbel, näiteks spordivahendite (hoki ja pesapalli) käepidemetes. Sellel on kõrge tugevus, kõrge jäikus ja kerge kaal ning see on väga praktilise väärtusega.

Skandiumil on sulamis peamine modifitseerimise ja terade peenestamise roll, mis viib uute suurepäraste omadustega Al3Sc-tüüpi faaside moodustumiseni. Al-Sc sulam on moodustanud terve rea sulamisarte, näiteks Venemaal on 17 tüüpi Al-Sc-seeriat ja Hiinal on samuti mitu sulamit (näiteks Al-Mg-Sc-Zr ja Al-Zn-Mg-Sc sulam). Seda tüüpi sulami omadusi ei saa teiste materjalidega asendada, seega on arenduse seisukohast selle rakenduste areng ja potentsiaal suurepärane ning eeldatavasti saab sellest tulevikus suur rakendus. Näiteks Venemaal on kergete konstruktsioonielementide tootmine industrialiseeritud ja kiiresti arenenud ning Hiina kiirendab selle uurimist ja rakendamist, eriti lennunduses ja kosmosetööstuses.

(2) uute elektriliste valgusallikamaterjalide kasutamine

PuhasSc2O3muundati ScI3-ks ja seejärel valmistati NaI abil uus kolmanda põlvkonna elektriline valgusallikas, millest valmistati valgustuseks skandium-naatrium halogeenlamp (iga lambi jaoks kasutati umbes 0,1 mg ~ 10 mg Sc2O3 ≥ 99% materjali). Kõrgepinge mõjul on skandiumi spektraaljoon sinine ja naatriumi spektraaljoon kollane ning need kaks värvi teevad koostööd, et tekitada päikesevalgusele lähedast valgust. Valgusti eelised on suur heledus, hea valguse värvus, energiasäästlikkus, pikk eluiga ja tugev udu purustav jõud.

(3) Lasermaterjalide pealekandmine

Gadoliinium-gallium-skandiumgranaati (GGSG) saab valmistada puhta Sc2O3 ≥ 99,9% Sc2O3 lisamisega GGG-le ning selle koostis on Gd3Sc2Ga3O12 tüüpi. Sellest valmistatud kolmanda põlvkonna laseri kiirgusvõimsus on 3,0 korda suurem kui sama mahuga laseril, mis on saavutanud suure võimsuse ja miniatuurse laserseadme, suurendanud laseri võnkumise väljundvõimsust ja parandanud laseri jõudlust. Ühe kristalli valmistamisel on iga laeng 3–5 kg ja lisatakse umbes 1,0 kg toorainet, mille Sc2O3 ≥ 99,9% on. Praegu kasutatakse seda tüüpi laserit laialdaselt sõjatehnikas ja see liigub järk-järgult ka tsiviiltööstusesse. Arenguperspektiivist vaadatuna on sellel tulevikus suur potentsiaal nii sõjalises kui ka tsiviilkasutuses.

(4) elektrooniliste materjalide rakendamine

Puhast Sc2O3 saab edukalt kasutada värviteleri kineskooptoru katoodelektronkahuri oksüdatsioonikatoodi aktivaatorina. Pihustage värvikineskooptoru katoodile ühe millimeetri paksune Ba-, Sr- ja Ca-oksiidi kiht ning seejärel hajutage peale kiht...Sc2O3mille paksus on 0,1 millimeetrit. Oksiidikihi katoodis reageerivad Mg ja Sr Ba-ga, mis soodustab Ba redutseerimist ja vabanenud elektronid on aktiivsemad, eraldades suuri vooluelektrone, mis paneb fosfori valgust kiirgama. Võrreldes katoodiga ilma Sc2O3 katmata võib see suurendada voolutihedust 4 korda, muuta teleri pildi selgemaks ja pikendada katoodi eluiga 3 korda. Iga 21-tollise ilmutuskatoodi kohta kasutatakse 0,1 mg Sc2O3. Praegu on seda katoodi kasutatud mõnes maailma riigis, näiteks Jaapanis, mis võib parandada turu konkurentsivõimet ja edendada telerite müüki.