Skandiyum Alaşımı

A:

• Skandiyum (Kimyasal sembolü Sc ve atom numarası 21) gümüş-beyaz hafif bir geçiş metalidir. Nadir toprak elementi olarak sınıflandırılır.
• Başlıca özellikleri hafifliği, yüksek erime noktası ve küçük iyon yarıçapıdır. Skandiyum Dünya üzerinde en yaygın 50. element olmasına karşın Güneş'te en yaygın 23. elementtir.
• İyonlarının küçük olması nedeniyle, yaygın olarak kullanılan cevher oluşturucu anyonlarla seçici olarak birleşmez ve doğada nadiren 100 ppm'den yüksek konsantrasyonlar oluşturur.
• Skandiyum esas olarak bisiklet çerçeveleri, tenis raketleri ve beyzbol sopaları da dahil olmak üzere havacılık ve spor uygulamalarına yönelik alüminyum alaşımlarında %{{0}},1 ila %0,5 derecelerinde kullanılır.
• Skandiyumun eklenmesinin ana nedeni, hafif alüminyum alaşımlarına başka hiçbir elementin yapamayacağı kadar dayanıklılık kazandırmasıdır. Daha kesin olarak, ince tanecik incelmesi nedeniyle skandiyum alaşımları kaynaklardaki sıcak çatlamayı azaltır, kaynaklardaki mukavemeti artırır ve daha iyi yorulma davranışı sağlar.
• Ayrıca doğal güneş ışığına yakın bir ışık elde etmek amacıyla skandiyum iyodür formundaki halojen lambalarda da kullanılır.
• Scandium'un özellikle Avrupa'da çok önemli iki potansiyel son kullanımı vardır: Enerji depolamaya yönelik Katı Oksit Yakıt Hücreleri ve havacılık ve otomotiv sektörlerindeki Sc-Al alaşımları.

A:

• Küresel skandiyum üreticilerinin %66'sı Çin, %23'ü Rusya, %7'si Ukrayna ve %1'i Kazakistan'dır.
• Küresel skandiyum arzı, cevher hammaddesi gibi birincil kaynaklardan ve konsantreler, metalurjik cüruflar ve kalıntılar gibi madencilik üretiminden kaynaklanan ikincil kaynaklardan kaynaklanmaktadır.
• Skandiyum tipik olarak çeşitli cevherlerin (örn. demir cevheri, REE'ler, titanyum, zirkonyum, uranyum, toryum, alüminyum, tungsten, kalay, tantal, apatit, nikel ve kobalt) işlenmesi sırasında bir yan ürün veya yan ürün olarak üretilir ve/ veya önceden işlenmiş atıklardan ve kalıntılardan geri kazanılır (USGS 2021 ve 2022).

A:

• Skandiyum ürünleri özel taraflar arasında açıklanmayan fiyatlarla satıldığından, skandiyum herhangi bir metal borsasında işlem görmemektedir.
• 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% (>Küresel yıllık üretimin 10 ton'u ile Çin, en büyük Sc üreticisidir. Diğer üreticiler Rusya (1-2 ton/yıl) ve Filipinler (yaklaşık 1 ton/yıl) (DERA, 2021).

C: Skandiyum, alüminyumla alaşımlanan diğer metaller gibi, alüminyuma dayanıklılık ve arzu edilen özellikler kazandırır ve bunu sekiz alaşım ailesinin (Seri) her birine bir ölçüde yapar. Skandiyum ilaveleri, katılaşma sırasında alaşımlarda daha küçük, eşit boyutlu tane yapısını teşvik ederek mukavemet üretir. Skandiyum, bazı alaşım ailelerinde diğerlerine göre daha iyi mukavemet tepkisi gösterir, ancak neredeyse her zaman oldukça küçük eklemelerle - 0.1% ile 0.45% Sc arasında.

C: Scandium, sorunlu ve maliyetli ısıl işlemlere ihtiyaç duymadan dönüştürücü bir güç sağlar. Spesifik olarak, skandiyum ilaveleri, 12-15 uzama (süneklik) rakamlarını korurken, ilave miktarına bağlı olarak 5000 Serisinde akma mukavemetini 300Mpa ile 450Mpa arasına çıkarabilir.

C: Skandiyumun sağlığa etkileri:

Skandiyumun biyolojik bir rolü yoktur. Besin zincirine yalnızca eser miktarlar ulaşır, dolayısıyla ortalama bir kişinin günlük alımı 0,1 mikrogramdan azdır.

Skadyum toksik değildir, ancak bazı bileşiklerinin kanserojen olabileceğine dair öneriler vardır.

Skandiyum, nem ve gazların havayla solunabilmesi nedeniyle çalışma ortamında çoğunlukla tehlikelidir. Bu, özellikle uzun süreli maruz kalma durumunda akciğer embolisine neden olabilir. Skandiyum insan vücudunda biriktiğinde karaciğer için tehdit oluşturabilir.

C: Skandiyumun çevre üzerindeki etkileri:

Skandiyum, başta petrol üreten endüstriler olmak üzere birçok farklı yerden çevreye atılıyor. Ev eşyaları atıldığında da çevreye karışabilmektedir. Skandiyum yavaş yavaş toprakta ve su topraklarında birikecek ve bu durum sonuçta insanlarda, hayvanlarda ve toprak parçacıklarında artan konsantrasyonlara yol açacaktır.

Su hayvanlarında skandiyum hücre zarlarında hasara neden olur ve bunun üreme ve sinir sisteminin işlevleri üzerinde birçok olumsuz etkisi vardır.

C: Skandiyum alüminyum alaşımları, skandiyum ve alüminyum metalin kazanan bir kombinasyonudur. Alüminyuma skandiyum eklenmesi, kaynaklı alüminyum bileşenlerin ısıdan etkilenen bölgesinde meydana gelen aşırı tane büyümesini sınırlar.

C: Alüminyum Magnezyum Scandium iyi kaynaklanabilirlik, mükemmel hasar toleransı, iyi korozyon direnci, sürünme ile şekillendirilebilirlik özelliklerine sahiptir. Aleris AlMgSc alaşımı AA5024 H116, uçak gövdesi bileşenlerinin üretim sürecinin basitleştirilmesine olanak tanır. AA5024 H116 AlMgSc ile kiriş takviyeli uçak gövdesi bileşenleri, ayrı parçalar hala düz olduğunda, önceden herhangi bir işleme gerek kalmadan Lazer Işınıyla Kaynaklı (LBW) veya Sürtünme Karıştırmalı Kaynaklı (FSW) yapılabilir. Uçak gövdesi için gerekli olan gövde kısmının tek veya çift eğriliği, yüksek sıcaklıkta sürünme şekillendirme ile elde edilir.

Orta mukavemetli ancak mükemmel hasar toleransı ve korozyon özelliklerine sahip gövde kaplama tabakası olarak kullanılması tavsiye edilir ve geleneksel olarak kullanılan 2xxx alaşımlarının yerine geçmeli çözüm olarak bile potansiyel olarak kullanılabilir.

C: Alüminyum-lityum alaşımlarının bazı dezavantajları şunlardır:

• Azaltılmış süneklik
• Azaltılmış kırılma tokluğu
• Düzlem içi özelliklerin anizotropisi
• En yüksek özelliklere ulaşmak için soğuk işleme ihtiyacı
• Hızlandırılmış yorulma çatlağı uzatma oranları

C: Al-Li alaşımları, geleneksel yüksek mukavemetli alüminyum alaşımlarına kıyasla daha hafiftir ve yüksek çekme ve akma dayanımına sahiptir. Yorulma çatlağı yayılmasına karşı dayanıklıdırlar; ancak korozyon dirençlerinin hala iyileştirilmesi gerekmektedir.