Scandiumoxid, mit der chemischen FormelSc2O3, ist ein weißer Feststoff, der in Wasser und heißer Säure löslich ist. Da es schwierig ist, Scandiumprodukte direkt aus scandiumhaltigen Mineralien zu extrahieren, wird Scandiumoxid derzeit hauptsächlich aus Nebenprodukten scandiumhaltiger Mineralien wie Abfallrückständen, Abwasser, Rauch und Rotschlamm gewonnen und extrahiert.
Strategische Produkte
Scandiumist ein wichtiges strategisches Produkt. Zuvor veröffentlichte das US-Innenministerium eine Liste mit 35 strategischen Mineralien (kritischen Mineralien), die als lebenswichtig für die US-Wirtschaft und die nationale Sicherheit gelten (Final List of Critical Minerals 2018). Nahezu alle wirtschaftlichen Mineralien sind enthalten, wie beispielsweise Aluminium für die Industrie, Platinmetalle für die Katalysatorherstellung, Seltene Erden für elektronische Produkte, Zinn und Titan für die Legierungsherstellung usw.
Anwendung von Scandiumoxid
Scandium allein wird üblicherweise in Legierungen verwendet, und Scandiumoxid spielt auch in keramischen Werkstoffen eine wichtige Rolle. Beispielsweise weisen tetragonale Zirkonoxid-Keramikmaterialien, die als Elektrodenmaterialien für Festoxidbrennstoffzellen verwendet werden können, eine ganz besondere Eigenschaft auf. Die Leitfähigkeit dieses Elektrolyten steigt mit steigender Temperatur und Sauerstoffkonzentration in der Umgebung. Die Kristallstruktur dieses keramischen Materials selbst kann jedoch nicht stabil sein und hat keinen industriellen Wert. Um die ursprünglichen Eigenschaften zu erhalten, muss es mit Substanzen dotiert werden, die diese Struktur fixieren. Die Zugabe von 6–10 % Scandiumoxid wirkt wie eine Betonstruktur und ermöglicht die Stabilisierung von Scandiumoxid auf einem quadratischen Gitter.
Scandiumoxid kann auch als Verdichter und Stabilisator für hochfestes, hochtemperaturbeständiges technisches Keramikmaterial Siliziumnitrid verwendet werden. Es kann die feuerfeste Phase Sc₂Si₂O₇ am Rand feiner Partikel erzeugen und so die Hochtemperaturverformung von technischer Keramik reduzieren. Im Vergleich zur Zugabe anderer Oxide kann es die mechanischen Hochtemperatureigenschaften vonSiliziumnitrid. Durch Zugabe einer kleinen Menge Sc2O3 zu UO2 im Kernbrennstoff eines Hochtemperaturreaktors können Gitterumwandlungen, Volumenzunahmen und Risse vermieden werden, die durch die Umwandlung von UO2 in U3O8 verursacht werden.
Scandiumoxid kann als Aufdampfmaterial für Halbleiterbeschichtungen verwendet werden. Scandiumoxid kann auch zur Herstellung von Festkörperlasern mit variabler Wellenlänge, Elektronenkanonen für hochauflösende Fernsehgeräte, Metallhalogenidlampen usw. verwendet werden.
Branchenanalyse
In den letzten Jahren hat Scandiumoxid im Bereich der Haushalts-Festoxidbrennstoffzellen (SOFC) und Scandium-Natrium-Halogenlampen zunehmend an Bedeutung gewonnen. SOFC bietet die Vorteile einer hohen Stromerzeugungseffizienz, einer hohen Kraft-Wärme-Kopplungseffizienz, der Schonung von Wasserressourcen, des Umweltschutzes, der einfachen modularen Montage und einer breiten Brennstoffauswahl. Es bietet einen hohen Anwendungswert in den Bereichen dezentrale Stromerzeugung, Fahrzeugbatterien, Energiespeicherbatterien usw.
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Veröffentlichungszeit: 23. Oktober 2024