스칸듐 산화물 Sc2O3 분말의 응용

스칸듐 산화물의 응용

의 화학식산화 스칸듐Sc2O3입니다. 성질: 흰색 고체. 희토류 세스퀴옥사이드의 입방 구조를 가짐. 밀도 3.864. 녹는점 2403℃~20℃. 물에는 녹지 않으나 뜨거운 산에는 녹음. 스칸듐염의 열분해로 제조됨. 반도체 코팅용 증착 재료로 사용 가능. 가변 파장 고체 레이저, 고화질 TV용 전자총, 메탈 할라이드 램프 등을 제작할 수 있음.

산화 스칸듐(Sc₂O₃)은 가장 중요한 스칸듐 생성물 중 하나입니다. 그 물리적 및 화학적 특성은 희토류 산화물(예: La₂O₃, Y₂O₃, Lu₂O₃ 등)과 유사하므로 생산 방법도 매우 유사합니다. Sc₂O₃는 금속 스칸듐(sc), 다양한 염(ScCl₃, ScF₃, ScI₃, Sc₂(C₂O₃)₃ 등) 및 다양한 스칸듐 합금(Al-Sc, Al-Zr-Sc 계열)을 생산할 수 있습니다. 이러한 스칸듐 생성물은 실용적인 기술적 가치와 우수한 경제적 효과를 가지고 있습니다. Sc₂O₃는알루미늄 합금, 전기 광원, 레이저, 촉매, 활성제, 세라믹, 항공우주 등 다양한 분야에서 그 특성으로 인해 활용되고 있습니다. 현재 중국 및 전 세계에서 합금, 전기 광원, 촉매, 활성제, 세라믹 분야에서 Sc2O3의 활용 현황은 다음과 같습니다.

(1) 합금의 적용

현재, Sc와 Al로 만든 Al-Sc 합금은 밀도가 낮고(SC = 3.0g/cm3, Al = 2.7g/cm3, 고강도, 고경도, 양호한 가소성, 강한 내식성 및 열 안정성 등의 장점이 있습니다. 따라서 미사일, 항공우주, 항공기, 자동차 및 선박의 ​​구조 부품에 잘 응용되어 왔으며 점차 스포츠 장비(하키 및 야구)의 손잡이와 같이 민간 용도로 전환되었습니다. 고강도, 고강성 및 경량이라는 특성을 가지고 있으며 매우 실용적 가치가 있습니다.

스칸듐은 합금에서 주로 변형 및 결정립 미세화 역할을 하며, 이는 우수한 특성을 가진 새로운 상 Al3Sc 유형의 형성으로 이어집니다.Al-Sc 합금은 다양한 합금 계열을 형성하고 있으며, 예를 들어 러시아는 17가지의 Al-Sc 계열에 도달했으며, 중국도 여러 합금(예: Al-Mg-Sc-Zr 및 Al-Zn-Mg-Sc 합금)을 보유하고 있습니다.이 합금은 다른 재료로 대체할 수 없는 특성을 가지고 있어 개발 측면에서 응용 개발 잠재력이 크며 향후 큰 응용 분야가 될 것으로 예상됩니다.예를 들어, 러시아는 생산을 산업화하고 경량 구조 부품에 대한 개발을 빠르게 진행했으며, 중국은 특히 항공우주 및 항공 분야에서 연구 및 응용을 가속화하고 있습니다.

(2) 새로운 전기광원 소재의 응용

순수한스칸듐이온(Sc2O3)ScI3로 변환한 후 NaI와 함께 새로운 3세대 전기 광원 소재로 만들고, 이를 가공하여 조명용 스칸듐-나트륨 할로겐 램프를 만들었습니다(각 램프에는 약 0.1mg~10mg의 Sc2O3≥99% 소재가 사용되었습니다. 고전압 작용으로 스칸듐 스펙트럼 선은 파란색이고 나트륨 스펙트럼 선은 노란색이며, 두 색상이 상호 작용하여 태양광에 가까운 빛을 냅니다. 이 조명은 광도가 높고, 광색이 좋으며, 에너지를 절약하고, 수명이 길고, 안개를 제거하는 힘이 강하다는 장점이 있습니다.

(3) 레이저 소재의 응용

가돌리늄 갈륨 스칸듐 가넷(GGSG)은 GGG에 순수한 Sc2O3≥ 99.9%를 첨가하여 제조할 수 있으며, 그 조성은 Gd3Sc2Ga3O12형입니다. 이 재료로 만든 3세대 레이저의 방출 출력은 동일 부피의 레이저보다 3.0배 높아 고출력, 소형화된 레이저 소자에 도달했으며, 레이저 발진 출력이 증가하고 레이저 성능이 향상되었습니다. 단결정을 제조할 때, 각 전하량은 3kg~5kg이며, Sc2O3≥99.9%의 원료 약 1.0kg이 첨가됩니다. 현재 이러한 종류의 레이저는 군사 기술에 널리 사용되고 있으며, 점차 민간 산업으로 진출하고 있습니다. 개발 관점에서 볼 때, 미래의 군사 및 민간 사용에 큰 잠재력이 있습니다.

(4) 전자재료의 응용

순수 Sc2O3는 컬러 TV 수상관의 음극 전자총용 산화 음극 활성제로 효과적으로 사용할 수 있습니다. 컬러 TV 수상관의 음극에 1mm 두께의 Ba, Sr, Ca 산화물 층을 분무한 후,스칸듐이온(Sc2O3)두께 0.1mm의 양극에서 Mg와 Sr이 Ba와 반응하여 Ba의 환원을 촉진하고, 방출된 전자는 더욱 활성이 높아져 큰 전류 전자를 방출하여 형광체가 발광합니다. Sc2O3 코팅이 없는 음극과 비교했을 때, 전류 밀도를 4배 증가시켜 TV 화면을 더욱 선명하게 하고 음극 수명을 3배 연장할 수 있습니다. 21인치 현상 음극당 사용된 Sc2O3의 양은 0.1mg입니다. 현재 이 음극은 일본 등 세계 여러 국가에서 사용되고 있으며, 이는 시장 경쟁력을 향상시키고 TV 판매를 촉진할 수 있습니다.