“稀土元素”之—大光法师“钪”

钪属于元素周期表的第一副族，这一族也叫稀土族,跟他同族的还有大家熟悉的钇，以及镧，锕系。下图的元素周期表大家仔细瞅瞅看。

稀土元素被称之为“工业味精”，只需要一点点的加入量，就会让主体材料有了很大的改善。为什么稀土元素会有这么神奇特性？这还的从它的电子轨道说起。主族元素基本都是以S²Pⁿ作为最外层电子排布，而副族则多数dⁿS^1,2轨道作为最外层电子轨道。而稀土镧系与锕系列则以fⁿd^1,2s²为最外层电子，也就是这种电子轨道的原因，稀土元素在螯合,催化，尤其是广电行业中占有举足轻重的作用，去年我们跟美国贸易战，有一个杀手锏就是限制稀土出口，可见这个材料的重要程度！小编后续会针对稀土在高端陶瓷中的应用做逐一说明今天我们来聊聊号称“光明之子“的钪，看它有哪些应用？

1、照明使用：钪钠灯

目前工业照明中主要有4种光源：钨丝灯，荧光灯，LED节能灯，高压钠灯，下面的照片就是对应的灯泡样子，虽然都是照明，但是价格可是天差地远的。钪钠灯最贵！

Na的光谱在589.0nm与589.6nm这2个波长上，这个波长看上去是黄色的；之所以能被广泛应用，一个原因就是它的589.0nm波长已经很接近555nm，我们知道555nm视觉效率是683lm/W，这是最大值，而Na灯可以达到200lm/W，而LED在90lm/W左右，荧光灯大概在40lm/W，而钨丝灯只有10lm/W，全球20%的发电量是用在照明上的。钪钠的这个效率是钨丝灯能耗只有1/20。所以，钠灯未来必然在照明市场种占主流应用。

这个图表示的含义是人眼对相同辐射功率的不同波长光线的敏感程度，555nm(绿光)，是人眼最敏感的光源。

但是从照明角度来讲，越是接近太阳光越是自然的，所以Na灯用来做一些照明的话，物体表面看到颜色就不会原来的颜色，大家可以去上看转转，尤其是卖珠宝的柜台，你会发现它的灯光非常的白，亮，这样才能让珠宝更加夺目炫耀，你没有看到过按个展台会用黄色的灯光来吧？所以为了能配出白色，必须要给光谱里面增加一点蓝色，这个时候，钪钠灯就出现了，钪的发光波长361nm~427nm，这么一来，两个光谱混合就显示出了白光，只要一点点添加，就可以让光的质量有质的飞跃！

2、激光器（钇钪镓石榴石GSGG）

激光作为二十一世界一项重要的发明,目前已经被广泛用切割，焊接,照明,检测，激光，核聚变等领域。追求高的输出功率一致是技术发展的趋势。Nd：YAG(掺钕钇铝石榴石)是一种目前应用最广泛的激光器。下面是它的原理图，我们讲Nd:YAG就是中间那个棒子，它本质上也是一种陶瓷(玻璃晶体),在经过光源激发的话，就会产生激光。

但是它的效率还是不够，于是有人就尝试发明了一种新的陶瓷材料GSGG(掺钕钆钪镓石榴石)。小编翻遍了网站都没找到只能找到关于它的只言片语，只有一篇1986年美国劳伦斯利弗莫尔国家实验室的一篇报道。项目费用来自于DARPA(美国国防高级研究计划局)的一个合同。懂行的可以看看。

激光武器目测会是未来军事的一个狠角色，大家可以找找朋友了解了解，不过一个是大的概念就是：稀土元素绝对不会缺席！

钪还有一个另外一个用途就是对材料进行改性，这个东西有点像胶水,稍微加入一点，就可以将原来“松散”的金属粘结起来，从而对主体金属的热力学性质有明显改善。Al合金中都会掺如一定Sc，以提高其耐腐蚀，减弱其脆化性能，这种材料目前已经广泛用于航空工业。在一些粉体材料中，尤其是封装，或者无机陶瓷粉末浆料中会掺入少许的氧化钪，以保证烧结完的玻璃态能够具有更好的稳定性。