Корзина
Ваша корзина пуста!
Это никогда не поздно исправить :)
Оксалат скандия Sc(CO)xHO — прекурсор для оксидной керамики и металлического скандия
Оксалат скандия Sc(CO)xHO — кристаллический гидратированный прекурсор, из которого термическим разложением получают оксид скандия ScO с чистотой до 99,99 %. Соединение представляет собой мелкодисперсный порошок белого цвета, нерастворимый в воде и разбавленных минеральных кислотах, что позволяет использовать его как промежуточный продукт в гидрометаллургических переделах при извлечении скандия из технологических растворов.
В отличие от прямого осаждения гидроксида, оксалатный маршрут обеспечивает более селективное отделение скандия от сопутствующих элементов — железа, алюминия, титана и циркония. Осаждение щавелевой кислотой проводят из сернокислых растворов при pH 1,5–2,5, получая осадок с низким содержанием примесей. После фильтрации и промывки осадок прокаливают при 700–900 C, получая ScO с заданной гранулометрией.
Технические характеристики
Содержание кристаллизационной воды x в составе Sc(CO)xHO варьируется в пределах 3–6 молекул в зависимости от условий кристаллизации. Термогравиметрический анализ показывает ступенчатое удаление воды при 100–200 C с последующим разложением оксалата при 300–600 C. Конечный продукт — оксид скандия кубической модификации с удельной поверхностью 5–20 м/г.
| Параметр | Значение | Метод контроля | Примечание | Типичное применение |
|---|---|---|---|---|
| Массовая доля ScO после прокаливания | 99,0 % | ICP-MS | в пересчёте на сухое вещество | прекурсор для керамики |
| Содержание Fe | 0,005 % | Атомно-абсорбционная спектрометрия | лимитирующая примесь | контроль чистоты |
| Потеря массы при прокаливании | 55–65 % | ТГА при 1000 C | включает HO и CO | расчёт шихты |
| Насыпная плотность | 0,4–0,8 г/см | ГОСТ 19440 | зависит от фракции | дозирование |
Применение в промышленности
Оксалат скандия Sc(CO)xHO востребован в производствах, где требуется высокая чистота конечного оксида без введения дополнительных минерализаторов:
- получение ScO для твёрдооксидных топливных элементов (ТОТЭ) — стабилизация кубической фазы ZrO
- выращивание кристаллов GdScGaO (GSGG) для твердотельных лазеров с диодной накачкой
- производство алюмоскандиевых лигатур Al–Sc для аэрокосмической металлургии
- синтез скандатов для высокотемпературной керамики и огнеупорных покрытий
- изготовление катодных материалов для литий-ионных аккумуляторов с добавкой скандия
- осаждение скандийсодержащих плёнок золь-гель методом для оптоэлектроники
Особенности обращения и хранения
Соединение стабильно при нормальных условиях, однако при нагреве выше 300 C выделяет CO и CO, поэтому прокаливание проводят в вытяжных шкафах с контролем газовой фазы. Хранят оксалат скандия в герметичной таре из полиэтилена или стекла, исключая контакт с сильными окислителями. Срок хранения при относительной влажности не более 60 % — 24 месяца без изменения химического состава.
Для металлургического передела оксалат восстанавливают алюминием в вакуумной печи при 1100–1300 C с получением металлического скандия, либо подвергают фторированию с последующим кальциетермическим восстановлением. Выбор маршрута определяется требуемой чистотой конечного металла — до 99,99 % для легирования алюминиевых сплавов.
Вопросы и ответы
Чем оксалат скандия отличается от гидроксида скандия?
Оксалат обеспечивает более селективное осаждение из растворов, содержащих железо и алюминий, поскольку щавелевая кислота образует растворимые комплексы с этими элементами. Гидроксидный маршрут требует многостадийной очистки переосаждением.
При какой температуре разлагается Sc(CO)xHO?
Полное разложение до ScO завершается при 600–700 C. Удаление кристаллизационной воды происходит при 100–200 C, деструкция оксалатных групп — в интервале 300–600 C с выделением CO и CO.
Какая чистота оксида скандия достижима из оксалатного прекурсора?
При соблюдении режимов осаждения и промывки достигается содержание ScO 99,0–99,99 %. Основные примеси — кальций, железо и кремний — контролируются на уровне 0,001–0,005 %.
В каких отраслях используют оксалат скандия как исходное сырьё?
Основные потребители — производители алюмоскандиевых лигатур для авиастроения, заводы спецкерамики, предприятия по выпуску лазерных кристаллов и компонентов ТОТЭ.