Sobre a Escândio
O escândio é um elemento de bloco d metálico branco prateado, historicamente às vezes classificado como um elemento de terras raras, juntamente com o ítrio e os lantanídeos.
Resumo
| Elemento | Escândio |
| Número atômico | 21 |
| Categoria do elemento | Metal de transição |
| Fase em STP | Sólido |
| Densidade | 2,985 g/cm3 |
| Resistência à tração | 200 MPa |
| Força de rendimento | N/D |
| Módulo de elasticidade de Young | 74,4 GPa |
| Escala de Mohs | N/D |
| Dureza Brinell | 740 – 1200 MPa |
| Dureza Vickers | N/D |
| Ponto de fusão | 1541 °C |
| Ponto de ebulição | 2830 °C |
| Condutividade térmica | 15,8 W/mK |
| Coeficiente de Expansão Térmica | 10,2 µm/mK |
| Calor específico | 0,6 J/gK |
| Calor de fusão | 14,1 kJ/mol |
| Calor da vaporização | 314,2 kJ/mol |
| Resistividade elétrica [nanoOhm meter] | 562 |
| Suscetibilidade Magnética | +315e-6 cm3/mol |
Aplicações do Escândio
A principal aplicação do escândio em peso é em ligas de alumínio-escândio para componentes menores da indústria aeroespacial. Estas ligas contêm entre 0,1% e 0,5% de escândio. O Sc melhora drasticamente as ligas de Al, aumentando a resistência, a resistência à corrosão e a soldabilidade.
Produção e preço do Escândio
Os preços das matérias-primas mudam diariamente. Eles são impulsionados principalmente pela oferta, demanda e preços de energia. Em 2019, os preços do Scandium puro estavam em torno de 14.000 $/kg.
A produção mundial de escândio é da ordem de 15-20 toneladas por ano, na forma de óxido de escândio. A demanda é cerca de 50% maior, e tanto a produção quanto a demanda continuam aumentando. Uma das principais fontes de depósitos de escândio foi a mina Ashurst, agora inundada, em Zhovti Vody, nos arredores de Kiev, na Ucrânia, que já foi um importante campo de colheita de minério de ferro e urânio. Para produzir escândio metálico, o óxido é convertido em fluoreto de escândio e depois reduzido com cálcio metálico.
Fonte: www.luciteria.com
Propriedades Mecânicas do Escândio
Força do Escândio
Na mecânica dos materiais, a resistência de um material é sua capacidade de suportar uma carga aplicada sem falha ou deformação plástica. A resistência dos materiais considera basicamente a relação entre as cargas externas aplicadas a um material e a deformação resultante ou alteração nas dimensões do material. Ao projetar estruturas e máquinas, é importante considerar esses fatores, para que o material selecionado tenha resistência adequada para resistir às cargas ou forças aplicadas e manter sua forma original. A resistência de um material é sua capacidade de suportar esta carga aplicada sem falha ou deformação plástica.
Para tensão de tração, a capacidade de um material ou estrutura de suportar cargas que tendem a se alongar é conhecida como resistência à tração final (UTS). O limite de escoamento ou tensão de escoamento é a propriedade do material definida como a tensão na qual um material começa a se deformar plasticamente, enquanto o ponto de escoamento é o ponto onde a deformação não linear (elástica + plástica) começa.
Veja também: Resistência dos Materiais
Resistência à tração final do Escândio
A resistência à tração final do Escândio é de 200 MPa.
Força de Cedência do Escândio
O limite de escoamento do Escândio é N/A.
Módulo de Elasticidade do Escândio
O módulo de elasticidade de Young do Escândio é 74,4 GPa.
Dureza do Escândio
Na ciência dos materiais, a dureza é a capacidade de suportar o recuo da superfície (deformação plástica localizada) e arranhões. O teste de dureza Brinell é um dos testes de dureza de indentação, que foi desenvolvido para testes de dureza. Nos testes Brinell, um penetrador esférico duro é forçado sob uma carga específica na superfície do metal a ser testado.
A dureza Brinell do Escândio é de aproximadamente 740 – 1200 MPa.
O método de teste de dureza Vickers foi desenvolvido por Robert L. Smith e George E. Sandland na Vickers Ltd como uma alternativa ao método Brinell para medir a dureza dos materiais. O método de teste de dureza Vickers também pode ser usado como um método de teste de microdureza, que é usado principalmente para peças pequenas, seções finas ou trabalhos de profundidade de caixa.
A dureza Vickers do Escândio é aproximadamente N/A.
A dureza ao risco é a medida de quão resistente uma amostra é à deformação plástica permanente devido ao atrito de um objeto pontiagudo. A escala mais comum para este teste qualitativo é a escala de Mohs, que é usada em mineralogia. A escala Mohs de dureza mineral é baseada na capacidade de uma amostra natural de mineral riscar visivelmente outro mineral.
O Escândio tem uma dureza de aproximadamente N/A.
Veja também: Dureza dos Materiais
Escândio – Estrutura Cristalina
Uma possível estrutura cristalina do Escândio é a estrutura compacta hexagonal.
Nos metais e em muitos outros sólidos, os átomos estão dispostos em arranjos regulares chamados cristais. Uma rede cristalina é um padrão repetitivo de pontos matemáticos que se estende por todo o espaço. As forças de ligação química causam essa repetição. É esse padrão repetido que controla propriedades como força, ductilidade, densidade, condutividade (propriedade de conduzir ou transmitir calor, eletricidade, etc.) e forma. Existem 14 tipos gerais de tais padrões conhecidos como reticulados de Bravais.
Veja também: Estrutura Cristalina de Materiais
Estrutura Cristalina de Escândio
Força dos Elementos
Elasticidade dos Elementos
Dureza dos Elementos
Propriedades Térmicas do Escândio
Escândio – Ponto de Fusão e Ponto de Ebulição
O ponto de fusão do Escândio é 1541 °C.
O ponto de ebulição do Escândio é 2830 °C.
Observe que esses pontos estão associados à pressão atmosférica padrão.
Escândio – Condutividade Térmica
A condutividade térmica do Escândio é de 15,8 W/(m·K).
As características de transferência de calor de um material sólido são medidas por uma propriedade chamada condutividade térmica, k (ou λ), medida em W/mK. É uma medida da capacidade de uma substância de transferir calor através de um material por condução. Observe que a lei de Fourier se aplica a toda matéria, independentemente de seu estado (sólido, líquido ou gasoso), portanto, também é definida para líquidos e gases.
Coeficiente de Expansão Térmica do Escândio
O coeficiente de expansão térmica linear de Escândio é 10,2 µm/(m·K).
A expansão térmica é geralmente a tendência da matéria de mudar suas dimensões em resposta a uma mudança na temperatura. Geralmente é expresso como uma mudança fracionária no comprimento ou volume por unidade de mudança de temperatura.
Escândio – Calor Específico, Calor Latente de Fusão, Calor Latente de Vaporização
O calor específico do Escândio é 0,6 J/g K.
A capacidade calorífica é uma propriedade extensiva da matéria, o que significa que é proporcional ao tamanho do sistema. A capacidade calorífica C tem a unidade de energia por grau ou energia por kelvin. Ao expressar o mesmo fenômeno como uma propriedade intensiva, a capacidade calorífica é dividida pela quantidade de substância, massa ou volume, portanto a quantidade é independente do tamanho ou extensão da amostra.
O calor latente de fusão do Escândio é 14,1 kJ/mol.
O calor latente de vaporização do Escândio é 314,2 kJ/mol.
Calor latente é a quantidade de calor adicionada ou removida de uma substância para produzir uma mudança de fase. Essa energia quebra as forças atrativas intermoleculares e também deve fornecer a energia necessária para expandir o gás (o pΔV trabalho). Quando o calor latente é adicionado, nenhuma mudança de temperatura ocorre. A entalpia de vaporização é uma função da pressão na qual essa transformação ocorre.
Ponto de fusão dos elementos
Condutividade Térmica dos Elementos
Expansão Térmica dos Elementos
Capacidade de Calor dos Elementos
Calor de Fusão de Elementos
Calor de Vaporização dos Elementos
Escândio – Resistividade Elétrica – Suscetibilidade Magnética
A propriedade elétrica refere-se à resposta de um material a um campo elétrico aplicado. Uma das principais características dos materiais é sua capacidade (ou falta de capacidade) de conduzir corrente elétrica. De fato, os materiais são classificados por essa propriedade, ou seja, são divididos em condutores, semicondutores e não condutores.
Veja também: Propriedades Elétricas
A propriedade magnética refere-se à resposta de um material a um campo magnético aplicado. As propriedades magnéticas macroscópicas de um material são consequência das interações entre um campo magnético externo e os momentos de dipolo magnético dos átomos constituintes. Diferentes materiais reagem à aplicação do campo magnético de forma diferente.
Veja também: Propriedades Magnéticas
Resistividade Elétrica do Escândio
A resistividade elétrica do Escândio é 562 nΩ⋅m.
A condutividade elétrica e seu inverso, a resistividade elétrica, é uma propriedade fundamental de um material que quantifica como o escândio conduz o fluxo de corrente elétrica. A condutividade elétrica ou condutância específica é o recíproco da resistividade elétrica.
Suscetibilidade Magnética do Escândio
A suscetibilidade magnética do Escândio é +315e-6 cm3/mol.
No eletromagnetismo, a suscetibilidade magnética é a medida da magnetização de uma substância. A suscetibilidade magnética é um fator de proporcionalidade adimensional que indica o grau de magnetização do Scandium em resposta a um campo magnético aplicado.
Resistividade Elétrica dos Elementos
Suscetibilidade Magnética dos Elementos
Outras propriedades do Escândio
