สแกนเดียมออกไซด์

ตอบ: ออกไซด์ของสแกนเดียมไม่ละลายในน้ำแต่สามารถละลายได้ในกรดร้อน แต่บางครั้งก็ทำปฏิกิริยาเช่นกัน แต่สแกนเดียมออกไซด์จะเป็นแอมโฟเทอริก เหมือนกับว่าสารประกอบสามารถทำปฏิกิริยากับกรดและเบสได้ สารประกอบนั้นก็จะเรียกว่าแอมโฟเทริก

ตอบ: คุณสมบัติทางกายภาพของสแกนเดียม:

• มีลักษณะเป็นโลหะสีเงินขาว
• มีเนื้อสัมผัสที่นุ่มนวลปานกลาง
• สแกนเดียมมัวหมองในอากาศ
• นอกจากนี้ยังไหม้ได้ง่าย
• สแกนเดียมทำปฏิกิริยากับน้ำ
• การกำหนดค่าทางอิเล็กทรอนิกส์ของ Scandium คือ [Ar]3d14s2
• จุดหลอมเหลวของโลหะคือ 1541oC
• จุดเดือดของโลหะคือ 2836oC

ตอบ: สแกนเดียมออกไซด์ (Sc2O3) มีประโยชน์หลายประการ:

• ระบบอุณหภูมิสูง: สแกนเดียมออกไซด์ ทนความร้อน และแรงกระแทกจากความร้อน
• เซรามิกอิเล็กทรอนิกส์: สแกนเดียมออกไซด์มีคุณสมบัติพิเศษที่เป็นประโยชน์ในวัสดุอิเล็กทรอนิกส์
• องค์ประกอบของแก้ว: สแกนเดียมออกไซด์ถูกใช้เป็นวัสดุตัวช่วยในแก้ว
• เซลล์เชื้อเพลิงโซลิดออกไซด์: สแกนเดียมออกไซด์ช่วยปรับปรุงประสิทธิภาพของเซลล์เชื้อเพลิงเหล่านี้ ซึ่งใช้ในศูนย์ข้อมูลและโรงพยาบาล
• เลเซอร์และระบบไฟ: สแกนเดียมออกไซด์ถูกใช้ในผลิตภัณฑ์เฉพาะกลุ่ม เช่น เลเซอร์และระบบไฟสำหรับสนามกีฬาหรือสตูดิโอ
• โลหะผสม Al-Sc: สแกนเดียมออกไซด์เป็นวัตถุดิบสำหรับโลหะผสม Al-Sc ซึ่งใช้ในยานพาหนะ เรือ และการบินและอวกาศ
• วัตถุดิบไทเทเนียมไดออกไซด์: สแกนเดียมออกไซด์ใช้ในการผลิตวัตถุดิบไทเทเนียมไดออกไซด์คุณภาพสูง
• การเคลือบแสง: สแกนเดียมออกไซด์สร้างชั้นฟิล์มดัชนีสูงที่โปร่งใสในช่วงความยาวคลื่นสั้นถึง 225 นาโนเมตรในบริเวณรังสียูวี

ตอบ: เนื่องจากสแกนเดียมเป็นธาตุรอง ในปัจจุบันจึงมักจะได้มาจากการสกัดจากของเสียและขั้นตอนการผลิตทางโลหะ ฟอสฟอไรต์ที่มียูเรเนียม กรดไฮโดรไลติกซัลฟิวริก แร่สแกนเดียม-วาเนเดียม น้ำจากเหมือง และโลหะผสมอะลูมิเนียม-สแกนเดียม

ตอบ: สแกนเดียมออกไซด์ยังใช้เป็นวัสดุเลเซอร์เนื่องจากมีดัชนีการหักเหของแสงสูง การดูดซับรังสี UV ได้ดีและบริเวณที่มองเห็นได้ของสเปกตรัม และมีจุดหลอมเหลวสูง นอกจากนี้ สแกนเดียมออกไซด์ยังเป็นส่วนประกอบสำคัญในชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์ เช่น ตัวเก็บประจุ ตัวต้านทาน และทรานซิสเตอร์

ตอบ: สแกนเดียมออกไซด์พบการใช้งานที่หลากหลายในตลาด ใช้ในการผลิตโลหะผสมอะลูมิเนียม-สแกนเดียม ซึ่งช่วยเพิ่มความแข็งแรงและทนความร้อนของโลหะผสมอะลูมิเนียมที่ใช้ในอุตสาหกรรมการบินและอวกาศและการป้องกันประเทศ นอกจากนี้ยังใช้ในหลอดเมทัลฮาไลด์ความเข้มสูง เลเซอร์ และเซลล์เชื้อเพลิงโซลิดออกไซด์ (SOFC) เนื่องจากมีคุณสมบัติทางไฟฟ้าและความร้อนที่ดีเยี่ยม นอกจากนี้ สแกนเดียมออกไซด์ยังมีศักยภาพในการนำไปใช้ในอุตสาหกรรมอื่นๆ เช่น อิเล็กทรอนิกส์ เซรามิก และการเร่งปฏิกิริยา เนื่องจากมีคุณสมบัติและความสามารถเฉพาะตัว

ตอบ: สแกนเดียมออกไซด์เป็นแรร์เอิร์ธออกไซด์ที่มีจุดหลอมเหลวสูง ใช้ในเซรามิกด้วยเหตุผลหลายประการ ได้แก่:

● ทนความร้อน

สแกนเดียมออกไซด์ทนต่อความร้อนและการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิ ทำให้มีประโยชน์ในระบบที่มีอุณหภูมิสูง

● ฉนวนไฟฟ้า

เซรามิกสแกนเดียมออกไซด์ถือว่าดีสำหรับการก่อสร้างและฉนวนไฟฟ้า

● ส่วนประกอบทางแสง

เซรามิกสแกนเดียมออกไซด์มีแนวโน้มที่จะใช้ในส่วนประกอบทางแสงและเลเซอร์โซลิดสเตต

ตอบ: สแกนเดียมออกไซด์สามารถปรับปรุงความต้านทานการกัดกร่อนของวัสดุได้

• อลูมิเนียมอัลลอยด์: สแกนเดียมเป็นวัสดุผสมที่สำคัญในโลหะผสมอลูมิเนียม สามารถปรับปรุงความต้านทานการกัดกร่อน ความต้านทานแรงดึง และความสามารถในการเชื่อมของโลหะผสมได้ สแกนเดียมยังเป็นสารกลั่นเกรนที่แข็งแกร่งและสารยับยั้งการตกผลึกซ้ำอีกด้วย
• เหล็ก: สแกนเดียมสามารถเพิ่มความต้านทานโพลาไรเซชัน ลดอัตราการกัดกร่อน และยับยั้งผลิตภัณฑ์ที่มีการกัดกร่อน นอกจากนี้ยังสามารถเพิ่มความต้านทานแรงดึงและลดความไวต่อการกัดกร่อนจากความเค้นได้อีกด้วย
• ทองแดง: การเติมสารสแกนเดียมสามารถเพิ่มความต้านทานการกัดกร่อนของสารเคลือบได้

ตอบ: สแกนเดียมออกไซด์ (Sc2O3) เป็นของแข็งสีขาวที่มีจุดหลอมเหลวสูงประมาณ 2,430 องศา มีค่าการนำความร้อนสูง 17 W*mK-' สแกนเดียมออกไซด์ใช้ในระบบที่มีอุณหภูมิสูงเนื่องจากทนทานต่อความร้อนและการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิอย่างฉับพลัน นอกจากนี้ยังใช้ในเซรามิกอิเล็กทรอนิกส์และส่วนประกอบแก้วอีกด้วย

ตอบ: ตลาดที่ใหญ่ที่สุดสำหรับสแกนเดียมออกไซด์คือ SOFC ซึ่งคิดเป็น 90% ของความต้องการทั่วโลกในปี 2020 SOFC ของ Bloom Energy เป็นผู้บริโภคหลักของสแกนเดียมออกไซด์ ซึ่งคิดเป็น 74% ของการบริโภคทั่วโลก

ตลาดสแกนเดียมทั่วโลกแบ่งออกเป็นอุตสาหกรรมผู้ใช้ปลายทางดังต่อไปนี้:

• การบินและอวกาศและการป้องกัน
• เซลล์เชื้อเพลิงโซลิดออกไซด์ (SOFC)
• เซรามิกส์
• แสงสว่าง
• อิเล็กทรอนิกส์
• การพิมพ์ 3 มิติ
• สินค้ากีฬา

ตอบ: ได้ สแกนเดียมออกไซด์สามารถใช้ในการบำบัดน้ำเสียทางอุตสาหกรรมได้ สแกนเดียมออกไซด์ยังสามารถใช้ใน: เซลล์เชื้อเพลิง การใช้งานพลังงานแสงอาทิตย์ ระบบอุณหภูมิสูง เซรามิกอิเล็กทรอนิกส์ ส่วนประกอบแก้ว

สแกนเดียมออกไซด์ไม่ละลายในน้ำ อย่างไรก็ตาม สแกนเดียมออกไซด์สามารถประดิษฐ์เป็นไดอิเล็กตริก TFT ที่มีคุณสมบัติทางไฟฟ้าที่ดีเยี่ยมโดยใช้วิธีการเหนี่ยวนำน้ำ

ตอบ: ได้ สแกนเดียมออกไซด์สามารถนำมารวมกับวัสดุอื่นเพื่อสร้างคอมโพสิตใหม่ได้:

● ไทเทเนียมไนไตรด์

วัสดุเคลือบเซรามิกที่มีความแข็ง ทนต่อการสึกหรอ และทนต่อการกัดกร่อน

● ตะกั่วออกไซด์และแทนทาลัมออกไซด์

เมื่อรวมกับสแกนเดียมออกไซด์ วัสดุเหล่านี้จะสร้างเซรามิกที่สามารถตรวจจับความร้อนได้

● อะลูมิเนียม

เมื่อผสมกับสแกนเดียม อลูมิเนียมจะมีความแข็งแรง ยืดหยุ่นมากขึ้น และทนต่อความร้อนและการกัดกร่อนได้มากขึ้น

● ตัวต้านทานฟิล์มโลหะออกไซด์

สแกนเดียมออกไซด์สามารถใช้เป็นสารเจือปนเพื่อปรับปรุงความเสถียรและความน่าเชื่อถือของตัวต้านทานเหล่านี้

ตอบ: โครงการจัดหาสแกนเดียมออกไซด์ทั่วโลกที่เสนอให้ผลลัพธ์อยู่ที่ 1,800 ตันในปี 2030 ความต้องการสแกนเดียมออกไซด์สูงถึง 38 ตันในสถานการณ์ปกติทางธุรกิจในปี 2030 ความต้องการสูงถึง 5,500 ตันในสถานการณ์สมมติเพิ่มเติม 10% ในปี 2030

ตอบ: Scandium มีไอโซโทปรังสีสามชนิดที่ใช้ในเวชศาสตร์นิวเคลียร์:

• 43Sc: ไอโซโทปปล่อยโพซิตรอน ( +) สำหรับการถ่ายภาพ
• 44Sc: ไอโซโทปปล่อยโพซิตรอน ( +) สำหรับการถ่ายภาพ
• 47Sc: อนุภาคบีตา ( -) ปล่อยนิวไคลด์กัมมันตภาพรังสี

ตอบ: ได้ สแกนเดียมออกไซด์สามารถสังเคราะห์ได้ด้วยวิธีเทียม

1.วิธีการบางอย่างได้แก่:

• เส้นทางโซลเจล
• ปฏิกิริยาไฮโดรเทอร์มอล
• ปฏิกิริยาโซลิดสเตต
• วิธีการเหนี่ยวนำน้ำ

2.วิธีการอื่นๆ ได้แก่

• ก่อรูปโซลคอลลอยด์เข้มข้นของ Sc(OH)3
• การเผาสารตั้งต้นของซัลเฟตที่ 1100 องศา เป็นเวลา 4 ชั่วโมง

3. สแกนเดียมออกไซด์สามารถสังเคราะห์ได้โดย:

• การเตรียมอนุภาคนาโน ScOOH ในสารละลายโดยใช้ ScCl3, xH2O เป็นสารตั้งต้น
• การทำแห้ง ScOOH โซล
• การสังเคราะห์ส่วนผสมออกไซด์ Sc2TiO5:Eu2Ti2O7:Sc2O3 ในเฟสสมดุลโดยปฏิกิริยาโซลิดสเตตที่ 1100 องศา เป็นเวลา 48 ชั่วโมง