Scandium álfelgur

A:

• Skandíum (efnatákn Sc og lotunúmer 21) er silfurhvítur létt bráðamálmur. Það er flokkað sem sjaldgæft frumefni.
• Helstu eiginleikar þess eru létt þyngd, hátt bræðslumark og lítill jónradíus. Scandium er aðeins 50. algengasta frumefnið á jörðinni, en það er 23. algengasta frumefnið í sólinni.
• Vegna smæðar jóna þess sameinast það ekki sértækt við algengar málmgrýtimyndandi anjónir og myndar sjaldan styrk sem er hærri en 100 ppm í náttúrunni.
• Scandium er aðallega notað, í einkunnum {{0}},1 til 0,5%, í álblöndur fyrir flug- og íþróttir, þar á meðal reiðhjólagrind, tennisspaða og hafnaboltakylfur.
• Helsta ástæðan fyrir því að bæta við skandíum er að það bætir styrkleika eins og enginn annar þáttur í léttar álblöndur. Nánar tiltekið, vegna fínkornsfágunar þess, draga skandíum málmblöndur úr heitsprungum í suðu, auka styrk í suðunum og skila betri þreytuhegðun.
• Það er einnig notað í halógenlömpum á formi scandiumjoðíðs til að fá ljós sem er nálægt náttúrulegu sólarljósi.
• Scandium hefur tvær mjög mikilvægar mögulegar lokanotanir, einkum í Evrópu: Solid Oxide Fuel Cells fyrir orkugeymslu og Sc-Al málmblöndur í flug- og bílageiranum.

A:

• Alheimsframleiðendur skandíums eru Kína 66%, Rússland 23%, Úkraína 7% og Kasakstan 1%.
• Alheimsframboð skandíums kemur frá frumuppsprettum eins og málmgrýti og aukauppsprettum frá námuvinnslu eins og þykkni, málmvinnslugjalli og leifum.
• Skandíum er venjulega framleitt sem aukaafurð eða aukaafurð við vinnslu á ýmsum málmgrýti (td járngrýti, REEs, títan, sirkon, úran, þórín, ál, wolfram, tin, tantal, apatit, nikkel og kóbalt) og/ eða endurheimt úr áður unnum úrgangi og leifum (USGS 2021 & 2022).

A:

• Scandium er ekki verslað í neinum málmakauphöllum þar sem scandium vörur eru seldar á milli einkaaðila á óuppgefnu verði.
• 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) af alþjóðlegri árlegri framleiðslu Kína er stærsti framleiðandi Sc. Aðrir framleiðendur Rússland (1-2 t/y) og Filippseyjar (ca. 1 t/y) (DERA, 2021).

A: Skandíum, eins og aðrir málmar sem eru blandaðir með áli, gefur áli styrk og eftirsóknarverða eiginleika og gerir það að einhverju leyti til hverrar af átta málmblendifjölskyldum (Series). Scandium viðbætur skapa styrk með því að stuðla að smærri, jafnstórri kornabyggingu í málmblöndur meðan á storknun stendur. Scandium sýnir betri styrkleikasvörun í sumum málmblendifjölskyldum en öðrum, en næstum alltaf með frekar litlum viðbótum – á milli 0.1% og 0.45% Sc.

A: Scandium skilar umbreytingarstyrk án þess að þörf sé á erfiðum og dýrum hitameðferðum. Nánar tiltekið geta skandíumviðbætur aukið uppskeruþol á 5000 Series í á milli 300Mpa og 450Mpa, allt eftir magni viðbótarinnar, á sama tíma og lenging (seignleiki) er 12-15.

A: Heilsuáhrif skandíums:

Scandium hefur ekkert líffræðilegt hlutverk. Aðeins snefilmagn nær til fæðukeðjunnar, þannig að dagleg inntaka meðalmanneskju er innan við 0,1 míkrógrömm.

Skadíum er ekki eitrað, þó að ábendingar hafi verið um að sum efnasambanda þess gætu verið krabbameinsvaldandi.

Scandium er að mestu hættulegt í vinnuumhverfi vegna þess að raki og lofttegundum er hægt að anda að sér með lofti. Þetta getur valdið lungnasegarek, sérstaklega við langvarandi útsetningu. Scandium getur verið ógn við lifrina þegar það safnast fyrir í mannslíkamanum.

A: Áhrif skandíums á umhverfið:

Skandíum er varpað í umhverfið á mörgum mismunandi stöðum, aðallega af bensínframleiðandi iðnaði. Það getur líka farið í umhverfið þegar heimilistækjum er hent. Skandríum mun smám saman safnast fyrir í jarðvegi og vatnsjarðvegi og mun það að lokum leiða til aukinnar styrks í mönnum, dýrum og jarðvegsögnum.

Með vatnsdýrum veldur skandísi skemmdum á frumuhimnum, sem hefur margvísleg neikvæð áhrif á æxlun og starfsemi taugakerfisins.

A: Scandium álblöndur eru vinningssamsetning af scandium og álmálmi. Að bæta skandíum við ál takmarkar óhóflegan kornvöxt sem á sér stað á hitaáhrifasvæði soðnu álhluta.

A: Ál Magnesíum Scandium hefur góða suðuhæfni, frábært skaðaþol, gott tæringarþol, skriðmótleika. Aleris AlMgSc álfelgur AA5024 H116 gerir kleift að einfalda framleiðsluferli flugvéla skrokkhluta. Með AA5024 H116 AlMgSc geta stringer styrkt flugvélarskrokkshlutar verið annað hvort Laser Beam Welded (LBW) eða Friction Stir Welded (FSW) þegar einstakir hlutar eru enn flatir, án nokkurrar fyrri meðferðar. Eina eða tvöfalda sveigjan á skrokkhlutanum sem krafist er fyrir yfirbygging flugvélarinnar er náð með því að myndast skrið við hækkað hitastig.

Mælt er með því að nota sem skrokkhúðplötu með miðlungs styrkleika en framúrskarandi skaðaþol og tæringareiginleika og getur hugsanlega komið í stað hefðbundinna 2xxx málmblöndur, jafnvel sem drop-in lausn.

A: Sumir ókostir við ál-litíum málmblöndur eru:

• Minni sveigjanleiki
• Minni brotseigni
• Anisotropy eiginleika í plani
• Þörf fyrir kalda vinnu til að ná hámarkseiginleikum
• Hraðari lenging á þreytusprungum

A: Al-Li málmblöndur eru léttari og hafa mikla tog- og flæðistyrk miðað við hefðbundnar hástyrktar álblöndur. Þau eru ónæm fyrir útbreiðslu þreytusprunga; þó þarf enn að bæta tæringarþol þeirra.