Aliatge d'escandi

A:

• L'escandi (símbol químic Sc ​​i nombre atòmic 21) és un metall de transició lleuger de color blanc platejat. Està classificat com un element de terres rares.
• Les seves principals propietats són el seu pes lleuger, punt de fusió elevat i radi iònic reduït. L'escandi és només el 50è element més comú a la Terra, però és el 23è element més comú al Sol.
• A causa de la petita mida dels seus ions, no es combina selectivament amb anions comuns que formen minerals i rarament forma concentracions superiors a 100 ppm a la natura.
• L'escandi s'utilitza principalment, en graus de {{0}},1 a 0,5%, en aliatges d'alumini per a aplicacions aeroespacials i esportives, com ara quadres de bicicletes, raquetes de tennis i bates de beisbol.
• El motiu principal per afegir escandi és que afegeix forces com cap altre element als aliatges d'alumini lleugers. Més precisament, a causa del seu refinament de gra fi, els aliatges d'escandi redueixen l'esquerdament calent a les soldadures, augmenten la resistència de les soldadures i ofereixen un millor comportament a la fatiga.
• També s'utilitza en làmpades halògenes en forma de iodur d'escandi per tal d'obtenir una llum propera a la de la llum solar natural.
• L'escandi té dos usos finals potencials molt importants, sobretot a Europa: les piles de combustible d'òxid sòlid per a l'emmagatzematge d'energia i els aliatges Sc-Al en els sectors aeroespacial i automoció.

A:

• Els productors mundials d'escandi són la Xina un 66%, Rússia un 23%, Ucraïna un 7% i Kazakhstan un 1%.
• El subministrament global d'escandi prové de fonts primàries com la matèria primera de mineral, i fonts secundàries de la producció minera, com ara concentrats, escòries metal·lúrgiques i residus.
• L'escandi es produeix normalment com a coproducte o subproducte durant el processament de diversos minerals (per exemple, mineral de ferro, REE, titani, zirconi, urani, tori, alumini, tungstè, estany, tàntal, apatita, níquel i cobalt) i/ o recuperats de restes i residus processats prèviament (USGS 2021 i 2022).

A:

• L'escandi no es negocia a cap borsa de metalls, ja que els productes d'escandi es venen entre parts privades a preus no revelats.
• 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) de la producció anual mundial La Xina és el major productor de Sc. Altres productors Rússia (1-2 t/a) i Filipines (aprox. 1 t/a) (DERA, 2021).

R: L'escandi, com altres metalls aliats amb alumini, imparteix resistència i propietats desitjables a l'alumini, i ho fa en certa mesura a cadascuna de les vuit famílies d'aliatges (sèrie). Les addicions d'escandi generen força mitjançant la promoció d'una estructura de gra més petita i de mida uniforme en els aliatges durant la solidificació. L'escandi mostra una millor resposta de resistència en algunes famílies d'aliatges que en altres, però gairebé sempre amb addicions força petites, entre 0,1% i 0,45% Sc.

R: Scandium ofereix força transformadora sense necessitat de tractaments tèrmics problemàtics i costosos. Concretament, les addicions d'escandi poden augmentar la resistència a la fluència en una sèrie 5000 a entre 300Mpa i 450Mpa, depenent de la quantitat d'addició, mantenint les xifres d'allargament (ductilitat) de 12-15.

A: Efectes sobre la salut de l'escandi:

L'escandi no té cap funció biològica. Només les traces arriben a la cadena alimentària, de manera que la ingesta mitjana diària d'una persona és inferior a 0,1 microgram.

L'scadium no és tòxic, tot i que hi ha hagut suggeriments que alguns dels seus compostos podrien ser cancerogènics.

L'escandi és sobretot perillós en l'entorn de treball, a causa del fet que les humitats i els gasos es poden inhalar amb l'aire. Això pot provocar embòlies pulmonars, especialment durant l'exposició a llarg termini. L'escandi pot ser una amenaça per al fetge quan s'acumula al cos humà.

A: Efectes de l'escandi sobre el medi ambient:

L'escandi s'aboca al medi ambient en molts llocs diferents, principalment per les indústries productores de petroli. També pot entrar a l'entorn quan es llença l'equip domèstic. L'escandi s'acumularà gradualment als sòls i als sòls aquàtics i això acabarà comportant un augment de les concentracions en humans, animals i partícules del sòl.

Amb els animals aquàtics, l'escandi causa danys a les membranes cel·lulars, la qual cosa té diverses influències negatives en la reproducció i en les funcions del sistema nerviós.

R: Els aliatges d'alumini d'escandi són una combinació guanyadora d'escandi i metall d'alumini. L'addició d'escandi a l'alumini limita el creixement excessiu del gra que es produeix a la zona afectada per la calor dels components d'alumini soldats.

R: Alumini Magnesi Escandi té una bona soldabilitat, una excel·lent tolerància a danys, una bona resistència a la corrosió i una formabilitat de fluència. L'aliatge Aleris AlMgSc AA5024 H116 permet simplificar el procés de fabricació dels components del fuselatge dels avions. Amb l'AA5024 H116 AlMgSc, els components del fuselatge de l'aeronau reforçats amb lligams poden ser soldadura per raig làser (LBW) o soldadura per fricció (FSW) quan les peces individuals encara són planes, sense cap tractament previ. La curvatura simple o doble de la part del fuselatge necessària per al cos de l'aeronau s'aconsegueix mitjançant la formació de fluència a temperatura elevada.

Recomanat per al seu ús com a fulla de pell del fuselatge amb una resistència mitjana però excel·lents propietats de tolerància a danys i corrosió i pot substituir potencialment els aliatges 2xxx utilitzats tradicionalment fins i tot com a solució de gota.

R: Alguns desavantatges dels aliatges d'alumini i liti inclouen:

• Ductilitat reduïda
• Reducció de la tenacitat a la fractura
• Anisotropia de propietats en el pla
• Necessitat de treball en fred per assolir les màximes propietats
• Taxes d'extensió de fissures per fatiga accelerades

R: Els aliatges Al-Li són més lleugers i tenen una alta resistència a la tracció i el rendiment en comparació amb els aliatges d'alumini d'alta resistència convencionals. Són resistents a la propagació d'esquerdes per fatiga; no obstant això, la seva resistència a la corrosió encara s'ha de millorar.