Для чего нужен скандий

Где используют скандий

В сочетании с другими металлами он придает сплаву уникальные свойства — прочность и твердость увеличиваются в три-четыре раза при неизменном весе. Это делает скандиевые сплавы незаменимыми в аэрокосмической отрасли и машиностроении. Они применяются в конструкциях самолетов, ракет, скоростных поездов и автомобилей. Из них сделана орбитальная станция «Мир», а также Международная космическая станция.

Микроэлектроника. Сплавы скандия и галлия используют для создания элементов компьютерной памяти с повышенной в несколько раз скоростью передачи данных.

Источники света. Порядка 80 кг оксида скандия каждый год используют для производства ламп высокой интенсивности. Разные соединения добавляют в ртутно-газовые лампы искусственного света, близкого к солнечному.

Медицина. Скандий можно использовать в стоматологии — из сплавов этого металла могут получаться дешевые и «вечные» зубные протезы.

Лазеры. Согласно разработкам русских и зарубежных ученых, скандий станет одним из главных составляющих при создании военных лазеров высокой мощности, которые могут появиться на вооружении армии США уже в ближайшие годы.

Производство солнечных батарей. Использование оксида скандия позволяет увеличить выходную мощность фотопреобразователей (солнечных батарей) почти наполовину.

Ювелирная промышленность. Оксид этого металла используют для синтезирования кристаллов фианита — искусственного минерала, который ювелиры используют в качестве аналога алмаза.

Мировые источники поставки скандия

Цены на скандий колеблются между 60 и 180 тысяч рублей за килограмм в зависимости от химической чистоты металла. Из года в год цифра растет — увеличение расценок объясняют маленьким объёмом производства.

В мире мало богатых месторождений — они есть в Австралии, Китае, России, Казахстане, Украине, Японии, Норвегии, Мадагаскаре. Сегодня скандий, в основном, производят только как побочный продукт при обработке различных руд. В этом плане Качканар — одна из самых перспективных точек.

Ежегодно в мире производится от 2 до 10 тонн скандия.

Ранее СССР, до распада в 1993 году, считался мировым лидером в области производства скандия, вырабатывая порядка 15 тонн металла в год. Сейчас большая доля выработки скандия приходится на Китай — страна обеспечивает 97% мирового спроса. Этим объясняется интерес китайцев к Качканарскому ГОКу.

В Советском союзе металл использовали только внутри страны и только в военной промышленности — поэтому после развала СССР спрос на него исчез, а действующие производства закрылись.

В России элемент не добывали до прошлого года — с февраля 2013 попутную добычу концентрата редкоземельных металлов начал курганский урановый завод «Далур», который входит в ОАО «Атомредмет», сто процентов акций которого, в свою очередь, принадлежат компании «Атомэнергопром», подконтрольной госкорпорации «Росатом».

Сегодня основными лидерами по добыче скандия (оксида) являются Россия, Китай, Украина и Казахстан. Публикуемые в печати данные по США, Японии, Франции — это в большей степени вторичный металл и тот, который был закуплен на мировом рынке.

Всего известно более сотни скандий-содержащих минералов. Наиболее богатый — тортвейтит. Самые значительные месторождения расположены на Мадагаскаре и в Норвегии. Но насколько «богаты» эти залежи, можно судить по следующим цифрам: за 40 с лишним лет на норвежских рудниках было добыто всего 23 кг тортвейтита.

Зато в сотых и тысячных долях процента этот элемент встречается и в железных, и в урановых, и в оловянных, и в вольфрамовых рудах, и в низкосортных углях, и даже в морской воде и водорослях.

Источник

Скандий как химический элемент таблицы Менделеева

Как был открыт Скандий

Скандий является довольно молодым элементом. Дмитрий Иванович Менделеев, который является русским химиком и основополагателем периодической таблицы химических элементов, еще в 1869 году предполагал существование нового химического элемента с атомной массой от 40 до 48 и назвал его «эка-бор». Сам новый химический элемент был получен шведским ученым Ларсом Фредриком Нильсоном и его командой в 1879 году. Они получили 2 грамма оксида скандия высокой чистоты. Название этому элементу Ларс дал в честь своей Родины — латинское Scandia означает «Скандинавия». Нильсон, вероятно, не знал о предположении Менделеева, но Дмитрия Ивановича об открытии оповестил соотечественник Нильсона Пер Теодор Клив. Название Скандий закрепилось за этим химическим элементом и по сей день.

Проблема заключалась в том, что этот химический элемент долгое время не могли выделить из оксида. Чистый металл впервые извлекли из оксида только в 1937 году. Метод извлечения заключался в электролизе калия, лития и хлорида скандия при температуре 700 – 800°C. Первый фунт металлического скандия чистотой 99% был получен только в 1960 году. Для справки 1 фунт приблизительно равняется 0.45 килограмма. Производство алюминиево-скандиевых сплавов было начато только в 1970-х годах по патентам США.

Где и как добывают Скандий

Ежегодная мировая добыча скандия варьируется в пределах 10 – 15 тысяч тонн. Скандий в промышленных масштабах добывается исключительно в виде оксида. По состоянию на 2003 год во всем мире было всего 3 шахты по добыче скандийсодержащих минералов. Этими странами являлись Россия, Украина и Китай. В большинстве случаев скандий получают в виде побочного продукта при добыче других ископаемых. В пример можно поставить железные и урановые рудники в Днепропетровской области. Так же апатитовые рудники на Кольском полуострове современной РФ. Сейчас многие страны строят перерабатывающие заводы, которые выделяют скандий из минералов. Примером можно поставить заводы на Филлипинах и в Индии. Так же США готовится выделить 1 млрд американских долларов для ввода завода по добыче скандия и его добыче в ниобиевом руднике в Элк-Крик на юго-востоке Небраски.

Принцип работы перерабатывающего завода заключается в получении фторида скандия из минералов. Самым ценным скандийсодержащим минералом является тортвеитит. Учеными предполагается, что наибольшими залежами тортвеитита обладают Мадагаскар и Норвегия, но эти места еще не освоены. Еще одним высококонцентрированным скандийсодержащим минералом является колбекит, но его крупных месторождений пока не обнаружено.

Распространенность Скандия

Скандий из-за своей высокой реакционной способности практически никогда не встречается в виде свободного элемента. Этот химический элемент имеет единственный естественный изотоп встречающийся в природе с атомной массой в 45 а.е.м. Так же он имеет 12 искуственно созданных изотопов. Из-за его редкости и довольно узкого круга применения его добывают не в столь больших количествах. В природе он встречается в виде минералов. Самыми известными скандийсодержащими минералами являются Претулит, Тортвейтит, Колбекит, Аллендейт и Хефтетьернит. До недавнего времени только эти 5 скандийсодержащих минерала были известны науке. Сегодня некоторые источники сообщают, что их уже более сотни. Другие же сообщают, что таких минералов, в каоторых ионы скандия содержатся в виде примесей с долей менее 1% известно уже более 800.

Если разобраться, то скандий является довольно новым химическим элементом и мало изученным. О его распространенности во Вселенной, так же много не скажешь. Так как пока известно только то, что он содержится в звездах. В пример можно поставить наше Солнце, где скандий занимает 23 место по массе. На нашей планете скандий занимает 50 место по массе. Следовательно, скандий не является очень распространенным элементом и так же редким его назвать довольно трудно, потому что он содержится в разнообразных веществах по всему миру, но в очень небольших количествах.

Применение Скандия

Из-за своей редкости, трудности его получения и цены применение скандия довольно ограничено. Стоит заметить, что цена 1 килограмма чистого скандия может варьироваться от 4 до 20 тысяч долларов США. В тоже время скандий применяется в своем большинстве в виде соединений. В пример можно привести сплав алюминия и скандия в военном деле. Некоторые части российских военных самолетов таких как Миг-21 состоят именно из этого сплава. Так же йодид скандия используется в высокоэффективных ртутных лампах высокого давления. Такие лампы можно увидеть, например, на футбольных стадионах. Они способны обеспечивать освещенность светом, похожим на дневной, большие площади покрытия. Сплавы скандия используются при производстве велосипедных составных частей так и частей легковых автомобилей. Еще одним применением скандия является химическая промышленность, где скандий применяется для изготовления лазерных кристаллов. Оксид скандия добавляется в устройства магнитного хранения данных, для увеличения скорости магнитного обращения.

Интересные факты

Источник

Скандий применение

СКАНДИЙ ЭТО, ПРИМЕНЕНИЕ

Прежде всего он обладает редким сочетанием высокой теплостойкости с легкостью. Плотность алюминия 2,7 г/см3, а температура плавления 660° С. Кубический сантиметр скандия весит 3,0 г, а температура плавления этого металла 1539° С. Плотность стали колеблется (в зависимости от марки) в пределах 7,5—7,9 г/см3, температуры плавления различаются в довольно широких пределах (чистое железо плавится при температуре 1530° С, на 9° ниже, чем скандий).

Сравнение этих важнейших характеристик скандия и двух самых важных металлов современной техники явно в пользу элемента № 21. Кроме того, он обладает прекрасными прочностными характеристиками, значительной химической и коррозионной стойкостью.

Благодаря этим свойствам скандий мог бы стать важным конструкционным материалом в авиации и ракетостроении В США была предпринята попытка производства металлического скандия для этих целей, но стало ясно, что скандиевая ракета оказалась бы слишком дорогой. Даже отдельные детали из скандия очень сильно увеличивали ее стоимость.

Пытались найти применение скандию и в металлургии. Рассчитывали использовать его в качестве легирующей добавки к чугуну, стали, титано-алюминиевым сплавам. В ряде случаев были получены обнадеживающие результаты. Например, добавка 1% скандия в алюминий увеличивала прочность сплава в полтора раза. Но и немногие проценты металлического скандия слишком удорожали сплав…

Так выглядят скандий содержащие ферриты. Чтобы дать представление об их размерах, ферриты сфотографировали рядом с монетой. Металлический рубль, а не копейка, выбран не случайно; он как бы напоминает, что скандий до сих пор остается одним из самых дорогих металлов.

Искали применения скандию и в ядерной технике, и в химической промышленности, но в каждом случае многозначные цифры цены сводили на нет достоинства элемента № 24.

Поскольку окись скандия в несколько раз дешевле чистого металла, ее применение в некоторых случаях могло бы оказаться экономически оправданным. У этого невзрачного, очень обыкновенного на вид порошка не было достоинств, столь очевидных, как у самого металла, но…

С середины 60-х гг. окись скандия используют в составе ферритов для элементов памяти быстродействующих вычислительных машин некоторых типов. Получают окись скандия при комплексной переработке бокситов, оловянных, урановых, вольфрамовых и титановых руд.

Сам же скандий (и сплавы на его основе) по-прежнему остается металлом будущего: хорош, конечно, но слишком дорог. Впрочем, специалисты не исключают, что этому металлу в будущем удастся пройти тот же путь, который во второй половине XX в. прошел его сосед по менделеевской таблице — титан.

5 фактов о металле скандий

Нильсон был вторым. Четыре года спустя после открытия Буабодрана ему посчастливилось обнаружить в минерале ауксените предсказанный Менделеевым экабор. А еще через семь лет немецкий ученый Клеменс Винклер впервые получил экасилиций — германий.

Швед Ларе Фредерик Нильсон, уроженец сурового острова Готланд, был разносторонне образованным ученым — в Упсальском университете он изучал химию, геологию, биологию. Кроме первоклассного образования и природной одаренности, его успехам в науке способствовали еще два крайне важных обстоятельства — работа в молодости под руководством замечательного шведского химика Йенса Якоба Берцелиуса и открытие Менделеевым периодического закона, вооружившее ученых всего мира картой химического континента.

Более всего Нильсон занимался изучением редких элементов. Крупнейшим его достижением, помимо открытия элемента № 21 — скандия, было установление в 1884 г. правильного атомного веса бериллия (совместно с шведским химиком О. Петерсоном).

Последние 17 лет своей жизни Нильсоп занимал профессорскую кафедру в Стокгольмской сельскохозяйственной академии. Он сделал немало для повышения урожайности полей в Швеции и особенно на своем родном острове Готланд.

СКАНДИЙ И ФОСФОРЫ. Фосфорами (не путать с фосфором) называются вещества, способные довольно долго светиться в темноте. Одно из таких веществ — сульфид цинка ZnS. Если облучить его инфракрасными лучами, он начинает светиться и еще долго светится после прекращения облучения. Установлено, что добавка скандия к сульфиду цинка, активированному медью, дает более яркое свечение, чем обычно. Скандий увеличивает свечение и других фосфоров, в частности окиси магния MgO.

ЧТОБЫ ВОЗДУХ БЫЛ ЧИЩЕ. При производстве пластмасс, инсектицидов и растворителей выделяются довольно значительные количества хлористого водорода. Это ядовитый газ, выброс которого в атмосферу недопустим.

Конечно, можно было бы связывать его водой и вырабатывать соляную кислоту, но получение кислоты таким методом, мягко говоря, влетало бы в копеечку. Больших затрат требовало и разложение НС1 электролизом, хотя метод каталитического разложения хлористого водорода был предложен более 100 лет назад. Катализатором служила хлористая медь. Однако эффективным этот процесс был лишь при 430—475° С. А при этих условиях катализатор улетучивается…

Выход был найден: к основному катализатору — хлористой меди —г добавили микроколичества хлоридов иттрия, циркония, тория, урана и скандия. На таком катализаторе температура разложения хлористого водорода снизилась до 330—400° С, и улетучивание хлористой меди стало значительно меньше. Новый катализатор служит гораздо дольше старого, и воздух над химическими заводами надежно очищается от вредного хлористого водорода.

СКАНДИЙ В УСТЬЕ ТЕМЗЫ. Радиоактивный изотоп скандия с атомной массой 46 в 1954—1955 гг. использовали для определения движения ила в устье Темзы. Соль, содержавшую скандий-46, смешивали с толченым стеклом и опускали на морское дпо в контейнере. Там контейнер открывался, и смесь, плотность которой соответствовала плотности ила, рассыпалась по дну.

Излучение отмечали с катера специальным прибором. Скандий-46 выбрали потому, что он обладает достаточно интенсивным излучением и идеальным для такого рода исследований периодом полураспада—83,9 суток. Что же оказалось? Большая часть грязи, выносимой Темзой в море, в скором времени возвращается обратно в русло реки. Пришлось разрабатывать новую технику очистки устья реки от наносов. Изучение движения ила и гальки в море с помощью изотопа скандия проводилось также в Польше и Франции.

ОДИН И ОДИННАДЦАТЬ. Скандий-46 — один из одиннадцати искусственных радиоактивных изотопов элемента № 21. Другие радиоизотопы скандия практического применения пока не нашли. Природный скандий состоит из единственного изотопа — скандия-45.

Статья на тему Скандий применение

Источник

Скандий

Скандий
Умеренно мягкий, лёгкий редкоземельный металл серебристого цвета с жёлтым отливом
Название, символ, номер	Скандий / Scandium (Sc), 21
Атомная масса (молярная масса)	44,955912(6) а. е. м. (г/моль)
Электронная конфигурация	[Ar] 3d 1 4s 2
Радиус атома	162 пм
Ковалентный радиус	144 пм
Радиус иона	(+3e) 72,3 пм
Электроотрицательность	1,36 (шкала Полинга)
Электродный потенциал	0
Степени окисления	3
Энергия ионизации (первый электрон)	630,8 (6,54) кДж/моль (эВ)
Плотность (при н. у.)	2,99 г/см³
Температура плавления	1 814 K
Температура кипения	3 110 K
Уд. теплота плавления	15,8 кДж/моль
Уд. теплота испарения	332,7 кДж/моль
Молярная теплоёмкость	25,51 Дж/(K·моль)
Молярный объём	15,0 см³/моль
Структура решётки	гексагональная (α-Sc)
Параметры решётки	a=3,309 c=5,268 (α-Sc)
Отношение c/a	1,592
Теплопроводность	(300 K) 15,8 Вт/(м·К)
Номер CAS	7440-20-2

Скандий (химический символ — Sc; лат. Scandium ) — элемент третьей группы (по старой классификации — побочной подгруппы третьей группы), четвёртого периода периодической системы химических элементов Д. И. Менделеева, с атомным номером 21. Простое вещество скандий — лёгкий металл серебристого цвета с характерным жёлтым отливом. Существует в двух кристаллических модификациях: α-Sc с гексагональной решёткой типа магния, β-Sc с кубической объёмноцентрированной решёткой, температура перехода α↔β 1336 °C. Относится к редкоземельным элементам.

Содержание

Нахождения в природе

Геохимия и минералогия

Среднее содержание скандия в земной коре — 10 г/т. Близки по химическим и физическим свойствам к скандию иттрий, лантан и лантаноиды. Во всех природных соединениях скандий, так же, как и его аналоги алюминий, иттрий, лантан, проявляет положительную валентность, равную трём, поэтому в окислительно-восстановительных процессах он участия не принимает. Скандий является рассеянным элементом и входит в состав многих минералов. Собственно скандиевых минералов известно 2: тортвейтит (Sc, Y)₂ Si₂O₇ (Sc₂O₃ до 53,5 %) и стерреттит (кольбекит Sc[PO₄]·2H₂O (Sc₂O₃ до 39,2 %). Относительно небольшие концентрации обнаружены примерно в 100 минералах.

Месторождения

Самые значительные месторождения тортвейтита (минерала, наиболее богатого скандием) расположены на Мадагаскаре и в Норвегии.

История

Элемент был предсказан Д. И. Менделеевым (как экабор) в статье, датированной 11 декабря (29 ноября по старому стилю) 1870 года, и открыт в 1879 году шведским химиком Ларсом Нильсоном. Нильсон назвал элемент в честь Скандинавии.

Физические свойства

Скандий — лёгкий металл серебристого цвета с характерным жёлтым отливом. Существует в двух кристаллических модификациях: α-Sc с гексагональной решёткой типа магния (a=3,3085 Å; с=5,2680 Å; z=2; пространственная группа P6₃/mmc), β-Sc с кубической объёмноцентрированной решёткой, температура перехода α↔β 1336 °C, ΔH перехода 4,01 кДж/моль. Температура плавления 1541 °C, температура кипения 2837 °C. Скандий — мягкий металл, с чистотой 99,5 % и выше (в отсутствие O₂) легко поддается механической обработке.

Химические свойства

Химические свойства скандия похожи на таковые у алюминия. В большинстве соединений скандий проявляет степень окисления +3. Компактный металл на воздухе покрывается с поверхности оксидной плёнкой. При нагревании до красного каления реагирует с фтором, кислородом, азотом, углеродом, фосфором. При комнатной температуре реагирует с хлором, бромом и йодом. Реагирует с разбавленными сильными кислотами; концентрированными кислотами-окислителями и HF пассивируется. Реагирует с концентрированными растворами щелочей.

Известны также соединения с низшими степенями окисления скандия (+2, +1, 0). Одно из простейших — тёмно-синее твёрдое вещество CsScCl₃. В этом веществе представлены связи между атомами скандия. Моногидрид скандия ScH наблюдался спектроскопически в условиях высоких температур в газовой фазе. Также низшие степени окисления скандия обнаружены в металлоорганических соединениях.

Получение

Следует отметить значительные ресурсы скандия в золе каменных углей и проблему разработки технологии извлечения скандия при переработке углей на искусственное жидкое топливо.

Мировые ресурсы скандия

Скандий является рассеянным литофильным элементом (элемент горных пород), поэтому для технологии добычи этого элемента важно полное извлечение его из перерабатываемых руд и по мере развития металлургии руд-носителей скандия, его ежегодный объём добычи будет возрастать. Ниже приведены основные руды-носители и масса выделяемого из них попутного скандия:

Всего известно более сотни скандий-содержащих минералов, собственные его минералы (тортвейтит, джервисит) очень редки.

Скандий присутствует в каменном угле, и для его добычи можно вести переработку доменных чугунолитейных шлаков, которая была начата в последние годы в ряде развитых стран.

Производство и потребление скандия

В 1988 году производство оксида скандия в мире составило:

Следует учесть колоссальные ресурсы скандия в России и бывшем Советском Союзе (данные по добыче весьма разрозненны, но объёмы добычи, по оценкам независимых специалистов, равны или превышают официальную мировую добычу). В целом, по оценкам независимых специалистов, в настоящее время основными продуцентами скандия (оксида скандия) являются Россия, Китай, Украина и Казахстан. Публикуемые в печати объёмы скандия/оксида скандия в США, Японии, Франции — это в большей степени вторичный металл и металл, закупленный на мировом рынке. В определённой степени в ближайшие годы ожидается значительный объём поступлений скандиевого сырья из Австралии, Канады, Бразилии.

Следует также отметить, что запасы редкоземельного сырья в Монголии, содержащего скандий, — это также перспективный источник скандия для скандиевой промышленности и развития металлургии скандия.

Скандий смело можно назвать металлом XXI века и прогнозировать резкий рост его добычи, рост цен и спрос в связи с переработкой огромного количества каменных углей (особенно переработка каменных углей России) на жидкое топливо.

Применение

Скандий — моноизотопный элемент, в природе встречается только один стабильный изотоп скандий-45.

Металлургия

Применение скандия в виде микролегирующей примеси оказывает значительное влияние на ряд практически важных сплавов, так, например, прибавление 0,4 % скандия к сплавам алюминий-магний повышает временное сопротивление разрыву на 35 %, а предел текучести на 65—84 %, и при этом относительное удлинение остаётся на уровне 20—27 %. Добавка 0,3—0,67 % к хрому повышает его устойчивость к окислению вплоть до температуры 1290 °C, и аналогичное, но ещё более ярко выраженное действие оказывает на жаростойкие сплавы типа «нихром» и в этой области применение скандия куда как эффективнее иттрия. Оксид скандия обладает рядом преимуществ для производства высокотемпературной керамики перед другими оксидами, так, прочность оксида скандия при нагревании возрастает и достигает максимума при 1030 °C, в то же время оксид скандия обладает минимальной теплопроводностью и высочайшей стойкостью к термоудару. Скандат иттрия — это один из лучших материалов для конструкций, работающих при высоких температурах. Определённое количество оксида скандия постоянно расходуется для производства германатных стёкол для оптоэлектроники.

Сплавы скандия

Главным по объёму применением скандия является его применение в алюминиево-скандиевых сплавах, применяемых в спортивной экипировке (мотоциклы, велосипеды, бейсбольные биты и т. п.) — везде, где требуются высокопрочные материалы. В сплаве с алюминием скандий обеспечивает дополнительную прочность и ковкость.

Важной и практически не изученной областью применения скандия является то обстоятельство, что подобно легированию иттрием алюминия легирование чистого алюминия скандием также повышает электропроводность проводов, и эффект резкого упрочнения имеет большие перспективы для применения такого сплава для транспортировки электроэнергии (ЛЭП). Сплавы скандия — наиболее перспективные материалы в производстве управляемых снарядов. Ряд специальных сплавов скандия, композитов на скандиевой связке весьма перспективен в области конструирования скелета киборгов. В последние годы важная роль скандия (и отчасти иттрия и лютеция) выявилась в производстве некоторых по составу суперпрочных мартенситностареющих сталей, некоторые образцы которых показали прочность свыше 700 кг/мм 2 (свыше 7000 МПа).

Некоторое количество скандия расходуется для легирования жаростойких сплавов никеля с хромом и железом (нихромы и фехрали) для резкого увеличения срока службы при использовании в качестве нагревательной обмотки для печей сопротивления.

Сверхтвёрдые материалы

Скандий используется для получения сверхтвёрдых материалов. Так, например, легирование карбида титана карбидом скандия весьма резко поднимает микротвёрдость (в 2 раза), что делает этот новый материал четвёртым по твёрдости после алмаза (около 98,7—120 ГПа), нитрида бора (боразона), (около 77—87 ГПа), сплава бор-углерод-кремний (около 68—77 ГПа), и существенно больше, чем у карбида бора (43,2—52 ГПа), карбида кремния (37 ГПа). Микротвёрдость сплава карбида скандия и карбида титана около 53,4 ГПа (у карбида титана, например, 29,5 ГПа). Особенно интересны сплавы скандия с бериллием, обладающие уникальными характеристиками по прочности и жаростойкости.

Так, например, бериллид скандия (1 атом скандия и 13 атомов бериллия) обладает наивысшим благоприятным сочетанием плотности, прочности и высокой температуры плавления, и во многих отношениях подходит для аэрокосмической техники, превосходя в этом отношении лучшие сплавы из известных человечеству на основе титана, и ряд композиционных материалов (в том числе ряд материалов на основе нитей углерода и бора).

Микроэлектроника

Оксид скандия (температура плавления 2450 °C) имел важнейшую роль в производстве супер-ЭВМ: ферриты с малой индукцией при использовании в устройствах хранения информации позволяют увеличить скорость обмена данными в несколько раз из-за снижения остаточной индукции с 2—3 кГаусс до 0,8—1 кГаусс.

Источники света

Порядка 80 кг скандия (в составе Sc₂O₃) в год используется для производства осветительных элементов высокой интенсивности. Иодид скандия добавляется в ртутно-газовые лампы, производящие очень правдоподобные источники искусственного света, близкого к солнечному, которые обеспечивают хорошую цветопередачу при съёмке на телекамеру.

Изотопы скандия

Радиоактивный изотоп 46 Sc (период полураспада 83,83 сут) используется в качестве «метки» в нефтеперерабатывающей промышленности, для контроля металлургических процессов и радиотерапии раковых опухолей.

Изотоп скандий-47 (период полураспада 3,35 сут) является одним из лучших источников позитронов.

Ядерная энергетика

В атомной промышленности с успехом применяется гидрид и дейтерид скандия — прекрасные замедлители нейтронов и мишень (бустер) в мощных и компактных нейтронных генераторах.

Диборид скандия (температура плавления 2250 °C) применяется в качестве компонента жаропрочных сплавов, а также как материал катодов электронных приборов. В атомной промышленности находит применение бериллид скандия в качестве отражателя нейтронов, и, в частности, этот материал, равно как и бериллид иттрия, предложен в качестве отражателя нейтронов в конструкции атомной бомбы.

Медицина

Важную роль оксид скандия может сыграть в медицине (высококачественные зубные протезы).

Лазерные материалы

Скандий используется в устройствах высокотемпературной сверхпроводимости, производстве лазерных материалов (ГСГГ). Галлий-скандий-гадолиниевый гранат (ГСГГ) при легировании его ионами хрома и неодима позволил получить 4,5 % КПД и рекордные параметры в частотном режиме генерации сверхкоротких импульсов, что создаёт весьма оптимистичные предпосылки для создания сверхмощных лазерных систем для получения термоядерных микровзрывов уже на основе чистого дейтерия (инерциальный синтез) уже в самом ближайшем будущем. Так, например, ожидается, что в ближайшие 10—13 лет лазерные материалы на основе ГСГГ и боратов скандия займут ведущую роль в разработке и оснащении лазерными системами активной обороны для самолётов и вертолётов в развитых странах, и параллельно с этим развитие крупной термоядерной энергетики с привлечением гелия-3, в смесях с гелием-3 лазерный термоядерный микровзрыв уже получен.

Производство солнечных батарей

Оксид скандия в сплаве с оксидом гольмия используется в производстве фотопреобразователей на основе кремния в качестве покрытия. Это покрытие имеет широкую область прозрачности (400—930 нм), и снижает спектральный коэффициент отражения света от кремния до 1—4 %, и при его применении у такого модифицированного фотоэлемента увеличивается ток короткого замыкания на 35—70 %, что, в свою очередь, позволяет увеличить выходную мощность фотопреобразователей в 1,4 раза.

МГД-генераторы

Хромит скандия используется как один из лучших и наиболее долговечных материалов для изготовления электродов МГД-генераторов, к основной керамической массе добавляют предварительно окисленный хром и спекают, что придаёт материалу повышенную прочность и электропроводность. Наряду с диоксидом циркония как электродным материалом для МГД-генераторов, хромит скандия обладает более высокой стойкостью к эрозии соединениями цезия (используемого в качестве плазмообразующей добавки).

Рентгеновские зеркала

Скандий широко применяется для производства многослойных рентгеновских зеркал (композиции: скандий-вольфрам, скандий-хром, скандий-молибден). Теллурид скандия очень перспективный материал для производства термоэлементов (высокая термо-э.д.с, 255 мкВ/К и малая плотность и высокая прочность).

В последние годы значительный интерес для авиакосмической и атомной техники приобрели тугоплавкие сплавы (интерметаллические соединения) скандия с рением (температура плавления до 2575 °C), рутением (температура плавления до 1840 °C), железом (температура плавления до 1600 °C), (жаропрочность, умеренная плотность и др).

Огнеупорные материалы

Важную роль в качестве огнеупорного материала специального назначения оксид скандия (температура плавления 2450 °C) играет в производстве сталеразливочных стаканов для разливки высоколегированных сталей, по стойкости в потоке жидкого металла оксид скандия превосходит все известные и применяемые материалы (так, например, наиболее устойчивый оксид иттрия уступает в 8,5 раза оксиду скандия) и в этой области, можно сказать, незаменим. Его широкому применению препятствует лишь весьма высокая цена, и в известной степени альтернативным решением в этой области является применение скандатов иттрия, армированных нитевидными кристаллами оксида алюминия для увеличения прочности), а также применение танталата скандия.

Производство фианитов

Важную роль играет оксид скандия для производства фианитов, где он является самым лучшим стабилизатором.

Люминофоры

Борат скандия, равно как и борат иттрия, применяется в радиоэлектронной промышленности в качестве матрицы для люминофоров.

Биологическая роль

Скандий не играет никакой биологической роли.

Eu, Sm, Li, Cs, Rb, K, Ra, Ba, Sr, Ca, Na, Ac, La, Ce, Pr, Nd, Pm, Gd, Tb, Mg, Y, Dy, Am, Ho, Er, Tm, Lu, Sc, Pu,
Th, Np, U, Hf, Be, Al, Ti, Zr, Yb, Mn, V, Nb, Pa, Cr, Zn, Ga, Fe, Cd, In, Tl, Co, Ni, Te, Mo, Sn, Pb, H₂,
W, Sb, Bi, Ge, Re, Cu, Tc, Te, Rh, Po, Hg, Ag, Pd, Os, Ir, Pt, Au

Источник