Skandijeva legura

A:

• Skandij (Kemijski simbol Sc i atomski broj 21) je srebrno-bijeli svijetli prijelazni metal. Klasificira se kao element rijetkih zemalja.
• Njegova glavna svojstva su mala težina, visoka točka taljenja i mali ionski radijus. Skandij je tek 50. najčešći element na Zemlji, ali je 23. najčešći element na Suncu.
• Zbog male veličine svojih iona, ne spaja se selektivno s uobičajenim anionima koji stvaraju rudu i rijetko stvara koncentracije veće od 100 ppm u prirodi.
• Skandij se uglavnom koristi, u stupnjevima od {{0}}.1 do 0,5%, u aluminijskim legurama za zrakoplovne i sportske primjene, uključujući okvire bicikala, teniske rekete i palice za bejzbol.
• Glavni razlog za dodavanje skandija je taj što daje snagu laganim aluminijskim legurama kao nijedan drugi element. Preciznije, zbog svoje fine finoće zrna, skandijeve legure smanjuju vruće pukotine u zavarima, povećavaju čvrstoću zavara i daju bolje ponašanje na zamor.
• Također se koristi u halogenim žaruljama u obliku skandijevog jodida kako bi se dobila svjetlost bliska prirodnoj sunčevoj svjetlosti.
• Skandij ima dvije vrlo važne potencijalne krajnje upotrebe, posebice u Europi: gorivne ćelije s čvrstim oksidom za pohranu energije i Sc-Al legure u zrakoplovnom i automobilskom sektoru.

A:

• Globalni proizvođači skandijuma su Kina 66%, Rusija 23%, Ukrajina 7% i Kazahstan 1%.
• Globalna opskrba skandijem potječe iz primarnih izvora kao što je sirovina rude i sekundarnih izvora iz rudarske proizvodnje kao što su koncentrati, metalurška troska i ostaci.
• Skandij se obično proizvodi kao koproizvod ili nusproizvod tijekom prerade raznih ruda (npr. željezne rude, REE, titana, cirkonija, urana, torija, aluminija, volframa, kositra, tantala, apatita, nikla i kobalta) i/ ili iz prethodno obrađene jalovine i ostataka (USGS 2021 & 2022).

A:

• Skandijem se ne trguje ni na jednoj burzi metala jer se proizvodi skandija prodaju između privatnih strana po neobjavljenim cijenama.
• 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) svjetske godišnje proizvodnje Kina je najveći proizvođač Sc. Ostali proizvođači Rusija (1-2 t/g) i Filipini (oko 1 t/g) (DERA, 2021.).

O: Skandij, kao i drugi metali legirani s aluminijem, daje čvrstoću i poželjna svojstva aluminiju, i to u određenoj mjeri čini svakoj od osam obitelji legura (serije). Dodaci skandijuma stvaraju čvrstoću potičući manju strukturu zrna ravnomjerne veličine u legurama tijekom skrućivanja. Skandij pokazuje bolji odziv čvrstoće u nekim porodicama legura od drugih, ali gotovo uvijek s prilično malim dodacima – između 0.1% i 0.45% Sc.

O: Skandij daje transformativnu snagu bez potrebe za problematičnim i skupim toplinskim tretmanima. Konkretno, dodaci skandijuma mogu povećati granicu razvlačenja na seriji 5000 između 300Mpa i 450Mpa, ovisno o količini dodatka, uz zadržavanje vrijednosti istezanja (duktilnosti) od 12-15.

O: Učinci skandijuma na zdravlje:

Skandij nema biološku ulogu. Samo tragovi dospiju u hranidbeni lanac, tako da je dnevni unos prosječne osobe manji od 0,1 mikrograma.

Scadium nije toksičan, iako postoje sugestije da bi neki njegovi spojevi mogli biti kancerogeni.

Skandij je najviše opasan u radnom okruženju, jer se vlaga i plinovi mogu udahnuti sa zrakom. To može uzrokovati plućnu emboliju, osobito tijekom dugotrajne izloženosti. Skandij može biti prijetnja jetri kada se nakuplja u ljudskom tijelu.

O: Učinci skandijuma na okoliš:

Skandij se baca u okoliš na mnogo različitih mjesta, uglavnom u industrijama za proizvodnju benzina. Također može ući u okoliš kada se kućanska oprema baci. Skandij će se postupno akumulirati u tlu i vodenom tlu i to će na kraju dovesti do sve većih koncentracija u ljudima, životinjama i česticama tla.

Kod vodenih životinja skandij uzrokuje oštećenje staničnih membrana, što ima nekoliko negativnih utjecaja na reprodukciju i na funkcije živčanog sustava.

O: Legure skandija i aluminija dobitna su kombinacija metala skandija i aluminija. Dodatak skandijuma aluminiju ograničava pretjerani rast zrna do kojeg dolazi u zoni utjecaja topline zavarenih aluminijskih komponenti.

O: Aluminij Magnezij Skandij ima dobru zavarljivost, izvrsnu toleranciju oštećenja, dobru otpornost na koroziju, mogućnost oblikovanja puzanjem. Aleris AlMgSc legura AA5024 H116 omogućuje pojednostavljenje procesa proizvodnje komponenti trupa zrakoplova. S AA5024 H116 AlMgSc, komponente trupa zrakoplova ojačane nitovima mogu biti ili zavarene laserskom zrakom (LBW) ili zavarene trenjem (FSW) kada su pojedinačni dijelovi još ravni, bez ikakve prethodne obrade. Jednostruka ili dvostruka zakrivljenost dijela trupa potrebna za tijelo zrakoplova postiže se puzanjem na povišenoj temperaturi.

Preporuča se za upotrebu kao obloga trupa sa srednjom čvrstoćom, ali izvrsnom otpornošću na oštećenja i svojstvima korozije te potencijalno može zamijeniti tradicionalno korištene legure 2xxx čak i kao rješenje za ubacivanje.

O: Neki nedostaci aluminij-litijskih legura uključuju:

• Smanjena duktilnost
• Smanjena otpornost na lom
• Anizotropija svojstava u ravnini
• Potreba za hladnim radom kako bi se postigla vrhunska svojstva
• Ubrzane brzine širenja pukotine od zamora

O: Al–Li legure su lakše i imaju visoku vlačnu čvrstoću i čvrstoću tečenja u usporedbi s konvencionalnim aluminijskim legurama visoke čvrstoće. Otporne su na širenje pukotina uslijed zamora; međutim, njihovu otpornost na koroziju još treba poboljšati.