स्कैंडियम

उत्तर: स्कैंडियम समस्याग्रस्त और महंगे ताप उपचार की आवश्यकता के बिना परिवर्तनकारी ताकत प्रदान करता है। विशेष रूप से, स्कैंडियम परिवर्धन 5000 श्रृंखला पर उपज शक्ति को 300Mpa और 450Mpa के बीच बढ़ा सकता है, जो कि योग की मात्रा पर निर्भर करता है, जबकि बढ़ाव (लचीलापन) के आंकड़ों को बनाए रखता है।

ए: एल्यूमीनियम-स्कैंडियम मास्टर-मिश्र धातु की रासायनिक संरचना 2% स्कैंडियम है और शेष 99.7% एल्यूमीनियम है। मास्टर मिश्र धातु का उपयोग अल-एमजी-जेडआर युक्त मिश्र धातुओं में स्कैंडियम जोड़ने के लिए किया जाता है, जिसका उपयोग शीट और प्लेट के रूप में किया जाता है। इन शीटों और प्लेटों का उपयोग मुख्य रूप से विमान निर्माताओं द्वारा किया जाता है।

ए: एलिमेंटल स्कैंडियम को गैर विषैले माना जाता है, और स्कैंडियम यौगिकों का बहुत कम पशु परीक्षण किया गया है। चूहों के लिए स्कैंडियम (III) क्लोराइड की आधी घातक खुराक (LD50) का स्तर इंट्रापेरिटोनियल के लिए 4 मिलीग्राम/किलोग्राम और मौखिक प्रशासन के लिए 755 मिलीग्राम/किग्रा निर्धारित किया गया है।

ए: स्कैंडियम का प्रमुख उपयोग खेल के सामान के लिए एल्यूमीनियम-आधारित मिश्र धातुओं के लिए एक मिश्र धातु योजक के रूप में और उच्च तीव्रता वाले धातु हैलाइड लैंप में होता है।

उत्तर: दो सामान्य तरीके हैं जिनके माध्यम से स्कैंडियम निकाला जा सकता है।

• पहला तरीका इसे यूरेनियम मिल टेलिंग के उप-उत्पाद के रूप में निकालना है।
• दूसरी विधि जिसके माध्यम से स्कैंडियम तैयार किया जा सकता है वह है जब पिघले हुए स्कैंडियम क्लोराइड, लिथियम और पोटेशियम को पिघले हुए जस्ता और टंगस्टन तार के इलेक्ट्रोड का उपयोग करके इलेक्ट्रोलाइज किया जाता है।

उत्तर: स्कैंडियम तत्व में व्यापक गुण हैं और इसके उपयोग पर चर्चा की गई है। कुछ गुण अन्य तत्वों से अत्यधिक भिन्न हैं और यह तत्व स्कैंडियम के विभिन्न उद्देश्यों और अनुप्रयोगों को परिभाषित करते हैं। स्कैंडियम की नवीनतम विशेषताओं और अनुप्रयोगों की खोज के लिए इस क्षेत्र में अधिक शोध चल रहा है।

स्कैंडियम के कुछ महत्वपूर्ण गुण यह हैं कि इस तत्व की द्रव्यमान संख्या 44.96 u है। स्कैंडियम आवर्त सारणी के समूह 3, आवर्त 4 और डी-ब्लॉक से संबंधित है। स्कैंडियम की परमाणु संरचना में 21 प्रोटॉन और 24 न्यूट्रॉन होते हैं। स्कैंडियम एक धातु होने के कारण इलेक्ट्रोनगेटिविटी के गुण भी प्रदर्शित करता है। स्कैंडियम की इलेक्ट्रोनगेटिविटी अपेक्षाकृत अधिक यानी 1.36 है।

स्कैंडियम सामान्यतः पृथ्वी पर +3 ऑक्सीकरण अवस्था में पाया जाता है। तत्व स्कैंडियम, जब ऑक्सीकरण अवस्था में होता है, तो पृथ्वी पर अन्य दुर्लभ धातुओं से काफी समानता रखता है। इसकी काफी छोटी आयनिक त्रिज्या के कारण, स्कैंडियम के कुछ व्यवहार और विशेषताएं अन्य पृथ्वी तत्वों से दुर्लभ हैं। इसी कारण से, स्कैंडियम तत्व, अपने आयनिक रूप में, एक अपेक्षाकृत मजबूत एसिड है और इसमें रंग बनाने की प्रवृत्ति भी अधिक होती है।

उत्तर: स्कैंडियम रासायनिक तत्वों में से एक है, यह पृथ्वी पर पाई जाने वाली एक दुर्लभ धातु भी है। 1871 में, एक रूसी रसायनज्ञ दिमित्री इवानोविच मेंडेलीव ने इस तत्व के अस्तित्व की भविष्यवाणी की थी। फिर बाद में इसकी खोज 1879 में लार्स फ्रेड्रिक निल्सन ने की। इसे "S" चिन्ह द्वारा दर्शाया जाता है। आवर्त सारणी में, स्कैंडियम की परमाणु संख्या 21 है। दूसरी ओर, परमाणु भार 44.965 ग्राम/मोल है। पृथ्वी पर, स्कैंडियम या "एससी" आमतौर पर स्कैंडेनेविया में पाया जाता है। यह पृथ्वी पर पाई जाने वाली अनेक खनिज प्रजातियों में सूक्ष्म मात्रा में पाया जाता है। स्कैंडियम तत्व के कई गुण और उपयोग हैं।

स्कैंडियम भी अपनी कमी और सीमित उत्पादन के कारण महंगे तत्वों में से एक है। शुद्ध स्कैंडियम की कीमत लगभग $7000 प्रति किलोग्राम हो सकती है, इससे भी अधिक। स्कैंडियम में उच्च ब्रह्मांडीय प्रचुरता भी है। साथ ही, यह सूर्य में तेईसवां (23वां) सबसे प्रचुर तत्व है।

यह एक ऐसा तत्व है जिसे गैर विषैला माना जाता है। हालाँकि, स्कैंडियम के साथ स्वास्थ्य और सुरक्षा के मुद्दों पर बहुत व्यापक शोध नहीं हुआ है। स्कैंडियम क्लोराइड एक यौगिक है जो घातक खुराक का हो सकता है। इसलिए, इस यौगिक और स्कैंडियम के अन्य यौगिकों को सावधानी से संभाला जाना चाहिए क्योंकि उन्हें मध्यम विषाक्तता के लिए माना जा सकता है।

ए: पर्यावरण पर स्कैंडियम का प्रभाव:

स्कैंडियम को कई अलग-अलग स्थानों पर पर्यावरण में डंप किया जाता है, मुख्य रूप से पेट्रोल उत्पादक उद्योगों द्वारा। घरेलू उपकरण फेंके जाने पर यह पर्यावरण में भी प्रवेश कर सकता है। स्कैंडियम धीरे-धीरे मिट्टी और पानी की मिट्टी में जमा हो जाएगा और इससे अंततः मनुष्यों, जानवरों और मिट्टी के कणों में सांद्रता बढ़ जाएगी।

जलीय जानवरों के साथ स्कैंडियम कोशिका झिल्ली को नुकसान पहुंचाता है, जिसका प्रजनन और तंत्रिका तंत्र के कार्यों पर कई नकारात्मक प्रभाव पड़ते हैं।

ए: स्कैंडियम के स्वास्थ्य प्रभाव:

स्कैंडियम की कोई जैविक भूमिका नहीं है। खाद्य शृंखला तक केवल थोड़ी सी मात्रा ही पहुंचती है, इसलिए औसत व्यक्ति का दैनिक सेवन 0.1 माइक्रोग्राम से कम है।

स्कैडियम विषाक्त नहीं है, हालांकि ऐसे सुझाव दिए गए हैं कि इसके कुछ यौगिक कैंसरजन्य हो सकते हैं।

स्कैंडियम काम के माहौल में सबसे अधिक खतरनाक है, इस तथ्य के कारण कि नमी और गैसें हवा के साथ अंदर जा सकती हैं। इससे फेफड़े में सूजन आ सकती है, खासकर लंबे समय तक संपर्क में रहने के दौरान। स्कैंडियम मानव शरीर में जमा होने पर लीवर के लिए खतरा हो सकता है।

ए: स्कैंडियम विरल रूप से वितरित होता है और कई खनिजों में थोड़ी मात्रा में होता है। स्कैंडिनेविया और मेडागास्कर के दुर्लभ खनिज जैसे थॉर्टवेइटाइट, यूकेनाइट और गैडोलिनाइट इस तत्व के एकमात्र ज्ञात केंद्रित स्रोत हैं। थॉर्टवेइटाइट में स्कैंडियम ऑक्साइड के रूप में 45% तक स्कैंडियम हो सकता है।

उत्तर: स्कैंडियम -44 पॉज़िट्रॉन एमिशन टोमोग्राफी (पीईटी) इमेजिंग के लिए एक आशाजनक चिकित्सा आइसोटोप है। पीईटी डॉक्टरों को कैंसर, हृदय रोग और अन्य स्थितियों की पहचान करने में मदद करने के लिए शरीर में कोशिकाओं की गतिविधि को मापने की अनुमति देता है। स्कैंडियम -44 को टाइटेनियम -44 के रेडियोधर्मी क्षय के माध्यम से उत्पादित किया जा सकता है। क्योंकि यह स्कैंडियम-44 की तुलना में बहुत अधिक धीरे-धीरे क्षय होता है, टाइटेनियम का एक ही बैच -44 कई वर्षों के पीईटी स्कैन के लिए पर्याप्त स्कैंडियम -44 का उत्पादन कर सकता है। चुनौती अस्पतालों में स्कैंडियम -44 को टाइटेनियम से विश्वसनीय रूप से अलग करना है। अब शोधकर्ताओं के पास एक नया समाधान है। उन्होंने राल पर टाइटेनियम को स्थिर करने के लिए हाइड्रॉक्सामेट नामक कार्बनिक अणु का उपयोग किया। इसके बाद, उन्होंने राल के माध्यम से केवल स्कैंडियम -44 को हटाने के लिए डिज़ाइन किया गया एक तरल पारित किया। इस प्रक्रिया को दोहराया जा सकता है क्योंकि प्रत्येक दिन अधिक स्कैंडियम-44 का उत्पादन होता है।

उत्तर: स्कैंडियम कई खाद्य पदार्थों जैसे बटरनट, आम हेज़लनट, नारियल और काजू में पाया जा सकता है, जो स्कैंडियम को इन खाद्य उत्पादों की खपत के लिए एक संभावित बायोमार्कर बनाता है।

ए: माइक्रोअलॉयिंग प्रक्रिया के माध्यम से, स्कैंडियम एयरलाइन ऑपरेटरों के लिए महत्वपूर्ण ईंधन बचत पैदा करते हुए एल्यूमीनियम एयरफ्रेम की ताकत और वेल्डेबिलिटी को बढ़ाने में मदद कर सकता है। एल्युमीनियम-स्कैंडियम मिश्र धातुओं में प्रत्यक्ष विनिर्माण लागत को कम करने और विनिर्माण और मरम्मत क्षमता को अधिकतम करने की क्षमता है।

ए: स्कैंडियम का उपयोग एयरोस्पेस उद्योग के घटकों और साइकिल फ्रेम, मछली पकड़ने की छड़ें, गोल्फ आयरन शाफ्ट और बेसबॉल बैट जैसे खेल उपकरणों के लिए एल्यूमीनियम-स्कैंडियम मिश्र धातुओं में किया जाता है। स्कैंडियम आयोडाइड का उपयोग पारा वाष्प लैंप में किया जाता है, जिसका उपयोग फिल्म और टेलीविजन उद्योग के स्टूडियो में सूर्य के प्रकाश की नकल करने के लिए किया जाता है।

ए: यहां स्कैंडियम मिश्र धातु में कुछ संभावित भविष्य की प्रगति दी गई है:

● 3डी प्रिंटिंग

एससी-अल मिश्र धातु पाउडर का उपयोग जटिल धातु संरचनाओं को 3डी प्रिंट करने के लिए किया जा सकता है।

● रक्षा

स्कैंडियम-एल्यूमीनियम मिश्र धातुएं सैन्य प्लेटफार्मों में उच्च शक्ति वाले स्टील कवच और लड़ाकू विमानों में एयरोस्पेस-ग्रेड टाइटेनियम मिश्र धातुओं की जगह ले सकती हैं।

● हल्के वजन वाला

स्कैंडियम मिश्र धातु वाहनों के वजन को कम कर सकती है, जिससे ईंधन अर्थव्यवस्था में सुधार हो सकता है।

● ठोस ऑक्साइड ईंधन सेल

स्कैंडियम का उपयोग उपयोगिता और वाणिज्यिक पैमाने के अनुप्रयोगों के लिए ठोस ऑक्साइड ईंधन कोशिकाओं में किया जा सकता है।

उत्तर: हां, स्कैंडियम मिश्रधातु बनाने के लिए स्कैंडियम को अन्य धातुओं के साथ मिश्रित किया जा सकता है। सबसे आम मिश्र धातु एल्यूमीनियम-स्कैंडियम मिश्र धातु है, जिसे अक्सर "स्कैंडियम-एल्यूमीनियम मिश्र धातु" या बस "स्कैंडियम मिश्र धातु" कहा जाता है। इस मिश्र धातु में आमतौर पर स्कैंडियम का एक छोटा सा प्रतिशत होता है, जो अक्सर 0.1% से 0.5% की सीमा में होता है। एल्यूमीनियम में स्कैंडियम मिलाने से मिश्र धातु के कुछ गुणों में वृद्धि हो सकती है।

ए: स्कैंडियम एल्यूमीनियम मिश्र धातुओं की संरचना और गुणों को महत्वपूर्ण रूप से प्रभावित कर सकता है। स्कैंडियम कर सकते हैं:

● शक्ति में सुधार

स्कैंडियम एल्युमीनियम को तीन तरीकों से मजबूत कर सकता है:

● वेल्डेबिलिटी में सुधार

स्कैंडियम वेल्ड में गर्म दरार को कम कर सकता है और वेल्ड में ताकत बढ़ा सकता है।

● संक्षारण प्रतिरोध में सुधार

स्कैंडियम सामग्री की लचीलापन में सुधार या स्थिरीकरण कर सकता है।

● थकान व्यवहार में सुधार करें

स्कैंडियम सुपरप्लास्टिक मिश्र धातु बना सकता है जो 10−2 s−1 तक तनाव दर पर बन सकता है।

उत्तर: हां, स्कैंडियम मिश्र धातु पूरी तरह से पुनर्चक्रण योग्य हैं। उन्हें पुनर्चक्रण धाराओं को प्रदूषित किए बिना अन्य मिश्र धातुओं के साथ जोड़ा जा सकता है। हालाँकि, मूल्य के आधार पर उन्हें अलग करना अधिक किफायती हो सकता है।