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神奇的调料-钪

http://www.ky81.com 时间：2009/1/5 16:01:21 来源：无点击次数:625

钪的一些应用，因为价格高昂，考虑到成本在工业产品里很少会用到很大
数量钪和钪的化合物，都是像灯泡里那样薄薄的一层钪箔之类的用法。而在更多一些领域
，钪和钪的化合物更是被作为神奇的调料使用，好像大厨手中的盐、糖或味精，只需要一
星半点，就有画龙点睛的作用。
在无机化学里，掺杂是一个非常重要的手段。在一个作为基体的晶体结构中掺入少量的其
他化合物，因为被掺杂物质在化学性质上和原有基体的不同，晶格结构会出现各种各样的
变化和缺陷，从而或者提升原有基体的性质，或者增添原来不具有的活性。比如大家最耳
熟能详的P型和N型半导体原料，就是分别在导通能力很差的单晶硅里面，添加了因为缺少
价电子导致空穴的硼，和因为富余价电子而产生自由电子的磷获得的。我们的钪也是一个
重要的掺杂原料，很多材料就是因为掺入了钪获得了意料之外的性质。
单质形式的钪，已经被大量应用于铝合金的掺杂。在铝中只要加入千分之几的钪就会生成
Al3Sc新相，对铝合金起变质作用，使合金的结构和性能发生明显变化。加入0.2%~0.4%的
Sc（这个比例也真的和家里炒菜放盐的比例差不多，只需要那么一点）可使合金的再结晶
温度提高150~200oC，且高温强度、结构稳定性、焊接性能和抗腐蚀性能均明显提高，并
可避免高温下长期工作时易产生的脆化现象。高强高韧铝合金、新型高强耐蚀可焊铝合金
、新型高温铝合金、高强度抗中子辐照用铝合金等，在航天、航空、舰船、核反应堆以及
轻型汽车和高速列车等方面具有非常诱人的开发前景。钪也是铁的优良改化剂，少量钪可
显著提高铸铁的强度和硬度。另外，钪还可用作高温钨和铬合金的添加剂。当然，除了为
他人做嫁衣裳之外，因为钪具有较高熔点，而其密度却和铝接近，也被应用在钪钛合金和
钪镁合金这样的高熔点轻质合金上，但是这样的稀罕东西恐怕只有航天飞机和火箭上才舍
得用了，要是拿来做自行车架子，这个价值摆出去恐怕一天能被偷上二三十次。
单质的钪一般应用于合金，而钪的氧化物也是物以类聚地在陶瓷材料上面起到了重要的作
用。像可以用作固体氧化物燃料电池电极材料的四方相氧化锆陶瓷材料有一种很特别的性
质，在这种电解质的电导会随着温度和环境中氧的浓度增高而增大。但是这种陶瓷材料的
晶体结构本身不能稳定存在，不具有工业价值；必须要在其中掺杂一些能够将这种结构固

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