ОАО «Соликамский магниевый завод», Соликамск, Россия

П. Г. Детков, член Совета директоров, канд. техн. наук, эл. почта: p.detkov@yandex.ru

Независимый эксперт, Москва, Россия

Д. В. Дробот, докт. хим. наук, эл. почта: dvdrobot@mail.ru

В 1878 г. швейцарский ученый Жан Шарль Галиссар де Мариньяк опубликовал статью, где сообщил об открытии нового элемента, который он назвал иттербием. Мариньяк сожалел, что недостаточное количество исходного минерала гадолинита и длительный процесс работы не позволили ему получить оксид иттербия приемлемой чистоты и изучить свойства нового элемента. Проверить результаты работы Мариньяка в 1879 г. взялся шведский химик Ларс Фредерик Нильсон. В качестве исходного материала для исследований он использовал минералы гадолинит и эвксенит. В качестве метода исследования Нильсон выбрал способ фракционного разделения гидратов нитратов. Исследования Нильсона подтвердили факт открытия иттербия Мариньяком. После завершения работ по выделению чистого оксида иттербия Нильсон занялся остатками после процесса разложения гидратов нитратов, свойства которых указывали на то, что материал мог быть смесью оксида иттербия и другого оксида, молекулярная масса которого должна быть меньше молекулярной массы оксида иттербия. Спектральное исследование этого материала показало наличие 29 спектральных линий, которые не были присущи ни одному из известных элементов. Нильсон предложил назвать новый элемент скандием в знак того, что минералы гадолинит и эвксенит, из которых был выделен новый элемент, происходили со Скандинавского полуострова. Через несколько недель после объявления Нильсоном об открытии скандия факт существования этого элемента подтвердил его соотечественник — шведский химик и минералог Пер Теодор Клеве. Он обнаружил этот элемент в минералах гадолините и иттро-титаните из Норвегии. Ученый исследовал свойства целого ряда соединений скандия и пришел к неожиданному заключению, что свойства скандия полностью совпадают со свойствами элемента экабор, существование которого русский ученый Дмитрий Иванович Менделеев предсказал еще в 1871 г. Открытие скандия, существование которого было предсказано Менделеевым на основании открытого им Периодического закона, имело важное значение в деле всеобщего его признания. Первое подробное исследование свойств скандия появилось почти 30 лет спустя с момента открытия этого элемента. Оно было выполнено известным английским химиком сэром Уильямом Круксом. Значительное количество этого элемента, полученное из минерала виикита, позволило ученому синтезировать многочисленные соединения скандия: гидроксиды, карбонаты, хлораты, перхлораты, фториды, сульфаты, нитраты, формиаты, ацетаты, пикраты, сукцинаты, цитраты и более 40 других соединений. В настоящее время мировое производство и потребление скандия оценивается в 20–30 т/год. Крупномасштабное промышленное применение сдерживается высокой ценой скандия, обусловленной отсутствием крупных месторождений этого металла и сложной технологией производства. С конца 70-х гг. прошлого века скандий в основном применяется как легирующий элемент в алюминиевых сплавах. Растет применение этого металла в твердооксидных топливных элементах и устройствах сотовой 5G-связи.

1. Nomenclature of inorganic chemistry: IUPAC recommendations 2005. The Red Book. — Norfolk : RSCPublishing, 2005. — 341 p.
2. Редкие рассеянные элементы: химия и технология : учебник в 3 кн. Книга 1. Учебник для вузов / под ред. С. С. Коровина. — М. : МИСиС, 1996. — 376 с.
3. Lucas J., Lucas P., Mercier T. L., Rollat A. et al. Rare Earths. Science, Technology, Production and Use. — Elsevier, 2015. — 370 p.
4. Marignac C. Sur l’ytterbine, nouvelle terre contenue dans la gadolinite // Comptes rendus hebdomadaires des séances de l’Académie des Science. 1878. Vol. 87. P. 578–581.
5. Nilson L. F. Ueber die Ytterbinerde // Berichte der deutschen chemischen Gesellschaft. 1879. B. 12. S. 550–553.
6. Berlin N. J. Om de i den blandade ytterjorden befintliga oxider // Forhandlinger ved de Skandinaviske Naturforskeres. Ottende Møde, 1861. S. 448–454.
7. Bahr J., Bunsen R. Ueber Erbinerde und Yttererde // Annalen der Chemie und Pharmacie. 1866. B. 137. S. 1–33.
8. Cléve P. T., Höglund O. Sur les combinaisons de l’yttrium et de l’erbium // Bulletin de la société chimique de Paris. 1872. Vol. 18. P. 193–201.
9. Комиссарова Л. Н., Шацкий В. М., Пушкина Г. Я. и др. Соединения редкоземельных элементов. Карбонаты, оксалаты, нитраты, титанаты. — М. : Наука, 1984. — 235 с.
10. Nilson L. F. Ueber Scandium, ein neues Erdmetall // Berichte der deutschen chemischen Gesellschaft. 1879. B. 12. S. 550– 553.
11. Cléve P. Sur le scandium // Comptes rendus hebdomadaires des séances de l’Académie des Science. 1879. Vol. 89. P. 419–422.
12. Менделеев Д. И. Периодическая законность химических элементов / в кн. Д. И. Менделеев. Периодический закон / под ред. Б. М. Кедрова. — М. : Издательствo АН СССР, 1958. — 830 с.
13. Nilson L. F. Ueber das Atomgewicht und einige charakteristische Verbindungen des Scandiums // Berichte der deutschen chemischen Gesellschaft. 1880. B. 13. S. 1439–1450.
14. Crooks W. On Scandium // Philosophical Transactions of Royal Society of London. Series A. 1909. Vol. 209. P. 15–46.
15. Crooks W. On Scandium. Part II // Philosophical Transactions of Royal Society of London. Series A. 1911. Vol. 210. P. 359–386.
16. Scandium // U.S. Geological Survey, Mineral Commodity Summaries. 2023. P. 154, 155.
17. Röyset J., Ryum N. Scandium in aluminium alloys // International Materials Review. 2005. Vol. 50, No. 1. P. 19–44.
18. Филатов Ю. А. Дальнейшее развитие деформируемых алюминиевых сплавов на основе системы Al – Mg – Sc // Технология легких сплавов. 2021. № 2. С. 12–22.
19. Захаров В. В., Филатов Ю. А. Экономнолегированные скандием алюминиевые сплавы // Технология легких сплавов. 2021. № 4. С. 31–37.

20. Захаров В. В., Филатов Ю. А. Современные тенденции развития алюминиевых сплавов, легированных
скандием // Технология легких сплавов. 2022. № 3. С. 9–18.
21. Jeong D., Kim J., Kwon O., Lim C. et al. Scandium doping effect on a layered perovskite cathode for low-temperature solid oxide fuel cells (LT-SOFCs) // Applied Science. 2018. Vol. 8, No. 11. P. 2217–2226.
22. Song Y., Perez C., Esteves G., Lundh J. S. et al. Thermal conductivity of aluminium scandium nitride for 5G mobile application and beyond // ACS Applied Materials & Interfaces. 2021. No. 13. P. 19031–19041.