鈧是排位最靠前的過渡金屬，原子序數21，但鈧比他在元素周期表上面的左鄰右舍都要晚，即使在稀土里面，鈧的發現也不是較早的。鈧在地殼中的平均豐度與鈹、硼、鍶、錫、鍺、砷、硒和鎢的豐度相當，但其分布卻極為分散，是典型的稀散親石元素。已知含鈧的礦物多達800多種，但作為鈧的獨立礦物卻只有鈧釔礦、水磷鈧礦、硅鈧礦和鈦硅酸稀金礦等少數幾種，且礦源較小，在自然界中罕見。另一方面，鈧的化學活性很高，很難制得高純度金屬。

門捷列夫（1834-1907）預言了鈧的存在。

尼爾森（L.F.Nilson,1840~1899）和克利夫（P.T.Cleve,1840~1905）發現了鈧。

圖1:17種稀土元素

稀土元素是指周期表里ⅢB族的Sc（鈧）、Y（釔）和La~Lu（鑭系）共十七種元素。區別于其它稀土元素，鈧原子結構中沒有4f電子，離子半徑相對較小，不如其它稀土元素那樣彼此關系密切，表現出相對獨立的特性。

從組成復雜且鈧含量很低的原料中富集、分離和提取高純鈧的過程相當復雜，致使鈧的產量不大，價格昂貴。盡管鈧價格高昂，但依然不能阻擋的人們挖掘鈧應用的熱情。目前鈧本身所具有的優異性能仍使其在電光源、宇航、電子工業、核技術、超導技術等重要領域獲得應用。

經典應用1：氧化鈧用于固體電解質

氧化鈧穩定的氧化鋯（ScSZ）替代傳統的氧化釔穩定氧化鋯（YSZ）用于固體氧化物燃料電池（SOFC），可使SOFC的功率密度提高一倍，是非常有前景的新型中溫固體電解質。

↑↑氧化鈧（來源金龍稀土）

經典應用2：氧化鈧用于激光陶瓷

將純度為99.9%~99.99%的Sc₂O₃加入到釔鎵石榴石（GGG）制得釔鎵銳石榴石（GSGSS），后者的發射功率較前者提高了3倍。GSGG可用于反導彈防御系統、軍事通訊、潛艇用水下激光器以及工業各領域。

經典應用3：氧化鈧用于氮化硅致密助劑

在氮化硅中添加氧化鈧作為增密劑與添加其他氧化物相比。可以提高其高溫力學性能。這種氧化鈧致密的氮化硅（Sc₂O₃-Si₃N₄）還具有在干燥或潮濕環境中很高的抗氧化性。氧化鈧還是氮化硅的良好燒結助劑，它不易生成四價金屬和硅的氮氧化物，從而避免了因氧化膨脹而導致的開裂。這種優異的高溫抗變形性，可歸結于在細小顆粒的邊緣生成了難熔相Sc₂Si₂O₇。

經典應用4：鈧用于合金工業

單質形式的鈧，已經被大量應用于鋁合金的摻雜。在鋁合金中只要加入千分之幾的鈧就會生成Al₃Sc新相，對鋁合金起變質作用，使合金的結構和性能發生明顯變化。加入0.2%～0.4%的Sc可使合金的再結晶溫度提高150~200℃，且高溫強度、結構穩定性、焊接性能和抗腐蝕性能均明顯提高，并可避免高溫下長期工作時易產生的脆化現象。高強高韌鋁合金、新型高強耐蝕可焊鋁合金、新型高溫鋁合金、高強度抗中子輻照用鋁合金等，在航天、航空、艦船、核反應堆以及輕型汽車和高速列車等方面具有非常誘人的開發前景。

↑↑鋁鈧鋯合金（來源金龍稀土）

因為鈧具有較高熔點，而其密度卻和鋁接近，也被應用在鈧鈦合金和鈧鎂合金這樣的高熔點輕質合金上，但是因為價格昂貴一般只有航天飛機和火箭等高端制造業才會使用。

鈧鋁合金的研究已經進入實用階段，俄羅斯生產的鈧鋁合金已廣泛用于飛機制造，美國則用于生產各種體育器械。

經典應用5：鈧用于光源、太陽能蓄電池及示蹤原子

鈧的譜線為361.3~424.7nm，為近紫外和藍色光，鈉的譜線為589.0nm和589.6nm兩條著名的黃色光線，鈧、鈉兩種譜線匹配恰好接近太陽光。相同照度的鈧鈉燈比普通白熾燈節電約80%，使用壽命長達5000~25000h，被稱為第三代光源。

鈧也被用于太陽能電池，在金屬-絕緣體-半導體硅光電池和太陽能電池中，鈧是最好的阻擋金屬，其效率可達10%~15%。

鈧用于γ射線源，用作γ射線源的鈧為46Sc，是一種人工放射性同位素。通常我們從礦物中提煉出來的是45Sc，是鈧的唯一一種天然同位素，每一個45Sc原子核包含有21個質子和24個中子，如果我們將45Sc放在核反應堆中，讓它吸收中子輻射，就可以得到46Sc。46Sc這種人工放射性同位素可以當作γ射線源或者示蹤原子，還可以用來對惡性腫瘤進行放射治療。

參考來源

[1]廖春生,徐剛,賈江濤,張亞文,吳聲,嚴純華.新世紀的戰略資源—鈧的提取與應用[J].中國稀土學報,2001(04):289-297.

[2]李關云,劉文軍,游超,崔暉,田媛,蘇敏.稀土元素鈧及其應用[J].廣東化工,2013,40(14):115+108.

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