В земной коре содержится достаточно распространенный элемент, как использовать который люди не придумали до сих пор, несмотря на то, что открыли его еще в 1879 году. Сделал это Ларс Фредерик Нильсен и назвал его в честь родной Скандинавии скандием.
Дорогой и ненужный
Несмотря на свою распространенность, увидеть скандий где-то на Земле в чистом виде невозможно, поскольку он легко окисляется. До 1960 года этот металл считался редкоземельным, но это не совсем так. Да, его трудно найти, но только потому, что он сильно рассеян. В ничтожных концентрациях он содержится во многих минералах, но извлечь его практически невозможно. В высоких концентрациях скандий содержит, например, эригин (210 г/т).
В мире только на нескольких рудниках добывают скандий, причем, не как основной продукт, а как побочный при разработке других редкоземельных элементов и железа. На Уральском алюминиевом заводе скандий извлекают из красных шламов при помощи карбонизационной технологии. В 2016 году там удалось впервые в истории этого производства получить оксид скандия с чистотой в 99%.
С одной стороны, из-за трудностей, связанных с его добычей, скандий редок и дорог, а с другой, он не имеет каких-то особенных незаменимых свойств. Очевидно, что определенная польза в нем есть, но и обойтись без него тоже можно. Весь мировой оксид скандия используется для производства алюминий-скандиевых сплавов. Их потребительские свойства значительно улучшает микролегирующая примесь.
Сверхпроводник
Скандий – металл легкий и достаточно мягкий, но при этом очень прочный. Последнее свойство усиливается с повышением температуры. А по огнеупорности оксид скандия превосходит все известные материалы. Эти легкие сплавы используют в специфичных сферах, по большей части в аэрокосмической промышленности, а еще при производстве премиального спортинвентаря (дорогих велосипедов, например).
Скачать мобильное приложение SFERA:
🇷🇺Rustore
🤖Android
🍎iOS
SFERA — это мессенджер, социальная сеть, сервис знакомств, поиск новых друзей, поиск работы/сотрудников, видеосервис и многое другое. Всё бесплатно и без рекламы. Мы за развитие, мы для думающих людей и мы против деградации.
В ювелирной сфере оксид скандия пригодился для производства фианитов. Но даже при этом существуют металлы, имеющие аналогичные функции, которые легко могут легировать алюминий, как, например, титан. К слову, он дешевле и имеет более широкое распространение. Теме не менее, с ростом и расширением технологической сферы, спрос на скандий растет. А недавно китайские ученые превратили его в высокотемпературный сверхпроводник.
Вообще сверхпроводники позволяют передавать ток без потерь, потому что у них нулевое электрическое сопротивление. Но чтобы материал стал иметь такие свойства, нужны критически низкие температуры. Название «высокотемпературный сверхпроводник» условное, и означает, что материал должен сохранять эти свойства при температуре выше жидкого азота (примерно -196°С).
Открытие
Иногда этих свойств можно добиться, применив экстремальное давление. Со скандием это и сделали, а он при самых высоких температурах продемонстрировал нулевое сопротивление. Таких показателей ранее не отмечалось у сверхпроводников, состоящих из одного элемента. Такие одноэлементные твердые тела – самые чистые и простые системы для того, чтобы исследовать сверхпроводимость. Только до сих пор критические температуры находились ниже -243°С.
Экстремально высокому давлению скандий подвергли, поместив его между кристаллами алмаза. Сверхпроводимость при -237°С составила 260 гигапаскалей, а при -242°С – 283 ГПа. Для сравнения, давление в центре земного ядра 375 ГПа.
Данные результаты проведенных исследований не означают, что сверхпроводники производители бросятся массово использовать в технике. Однако, это большой шаг к тому, чтобы скандий помог лучше понять, как перестройки кристаллической решетки делают материал сверхпроводящим. Может, скандий и перестанет быть таким уж бесполезным.
❗️ Ставьте 👍 и подписывайтесь на наш канал!
Читайте также:
