Скандијева легура

A:

• Скандијум (хемијски симбол Сц и атомски број 21) је прелазни метал сребрно-беле боје. Класификован је као елемент ретких земаља.
• Његова главна својства су мала тежина, висока тачка топљења и мали јонски радијус. Скандијум је тек 50. најчешћи елемент на Земљи, али је 23. најчешћи елемент на Сунцу.
• Због мале величине својих јона, не комбинује се селективно са уобичајеним ањонима који формирају руду и ретко формира концентрације веће од 100 ппм у природи.
• Скандијум се углавном користи, у степену од {{0}}.1 до 0,5%, у легурама алуминијума за ваздухопловну и спортску примену, укључујући рамове за бицикле, тениске рекете и бејзбол палице.
• Главни разлог за додавање скандијума је тај што он додаје снагу као ниједан други елемент лаким алуминијумским легурама. Тачније, због финог зрнастог префињења, легуре скандијума смањују стварање врућих пукотина у завареним спојевима, повећавају чврстоћу у завареним спојевима и пружају боље понашање при замору.
• Такође се користи у халогеним лампама у облику скандијум јодида да би се добила светлост која је блиска природној сунчевој светлости.
• Скандијум има две веома важне потенцијалне крајње употребе, посебно у Европи: горивне ћелије са чврстим оксидом за складиштење енергије и Сц-Ал легуре у ваздухопловству и аутомобилском сектору.

A:

• Глобални произвођачи скандијума су Кина 66%, Русија 23%, Украјина 7% и Казахстан 1%.
• Глобална набавка скандијума потиче из примарних извора као што су сировине за руду, и секундарних извора из рударске производње као што су концентрати, металуршке шљаке и остаци.
• Скандијум се обично производи као копроизвод или нуспроизвод током прераде различитих руда (нпр. гвоздена руда, РЕЕ, титанијум, цирконијум, уранијум, торијум, алуминијум, волфрам, калај, тантал, апатит, никл и кобалт) и/ или добијене из претходно обрађене јаловине и остатака (УСГС 2021 и 2022).

A:

• Скандијум се не тргује ни на једној берзи метала јер се производи од скандијума продају између приватних страна по необјављеним ценама.
• 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 т) светске годишње производње Кина је највећи произвођач сц. Остали произвођачи Русија (1-2 т/год) и Филипини (око 1 т/год) (ДЕРА, 2021).

О: Скандијум, као и други метали легирани алуминијумом, даје снагу и пожељна својства алуминијуму, и чини то у одређеној мери свакој од осам породица легура (Серија). Додатци скандијума стварају снагу тако што промовишу мању структуру зрна једнаке величине у легурама током очвршћавања. Скандијум показује бољи одговор на чврстоћу у неким породицама легура од других, али скоро увек са прилично малим додацима – између 0.1% и 0.45% Сц.

О: Скандијум пружа трансформативну снагу без потребе за проблематичним и скупим топлотним третманима. Конкретно, додаци скандијума могу повећати границу течења на серији 5000 на између 300Мпа и 450Мпа, у зависности од количине додатка, уз задржавање вредности издужења (дуктилности) од 12-15.

О: Здравствени ефекти скандијума:

Скандијум нема биолошку улогу. У ланац исхране стижу само количине у траговима, тако да је дневни унос просечне особе мањи од 0.1 микрограма.

Скадијум није токсичан, иако постоје сугестије да би нека од његових једињења могла бити канцерогена.

Скандијум је највише опасан у радном окружењу, јер се влага и гасови могу удисати са ваздухом. Ово може изазвати плућне емболије, посебно током дуготрајног излагања. Скандијум може представљати претњу за јетру када се акумулира у људском телу.

О: Ефекти скандијума на животну средину:

Скандијум се баца у животну средину на много различитих места, углавном у индустријама које производе бензин. Такође може ући у животну средину када се опрема за домаћинство баци. Скандијум ће се постепено акумулирати у земљишту и воденом земљишту и то ће на крају довести до повећања концентрације у људима, животињама и честицама тла.

Са воденим животињама скандијум изазива оштећење ћелијских мембрана, што има више негативних утицаја на репродукцију и на функције нервног система.

О: Легуре скандијума алуминијума су добитна комбинација скандијума и метала алуминијума. Додатак скандијума алуминијуму ограничава прекомерни раст зрна који се јавља у зони топлотног утицаја заварених алуминијумских компоненти.

О: Алуминијум магнезијум скандијум има добру заварљивост, одличну толеранцију на оштећења, добру отпорност на корозију, могућност формирања пузања. Алерис АлМгСц легура АА5024 Х116 омогућава поједностављење процеса производње компоненти трупа авиона. Са АА5024 Х116 АлМгСц, компоненте трупа авиона ојачане стрингером могу бити заварене ласерским снопом (ЛБВ) или заварене трењем (ФСВ) када су појединачни делови још равни, без икаквог претходног третмана. Једнострука или двострука закривљеност дела трупа потребна за тело авиона постиже се стварањем пузања на повишеној температури.

Препоручује се за употребу као омотач трупа средње чврстоће, али одличне отпорности на оштећења и својства корозије и потенцијално може да замени традиционално коришћене 2ккк легуре чак и као решење за додавање.

О: Неки недостаци алуминијум-литијум легура укључују:

• Смањена дуктилност
• Смањена жилавост лома
• Анизотропија својстава у равни
• Потреба за хладним радом да би се постигла врхунска својства
• Убрзане стопе проширења прслине услед замора

О: Ал-Ли легуре су лакше и имају високу затезност и чврстоћу течења у поређењу са конвенционалним легурама алуминијума високе чврстоће. Отпорни су на ширење заморних прслина; међутим, њихова отпорност на корозију тек треба да се побољша.