귀하고 값 비싼 원소 원자번호 21번 스칸듐(Sc)

▲ 스칸듐(Sc)은 무엇인가?

 

▲원자번호 20번 스칸듐(Sc)

 

 스칸듐(Sc)은 은백색의 광택이있는 무른 전이 금속입니다. 공기 중에서 산화되면 노르스름한 색이나 연한 붉은색을 띠고 있습니다. 풍화나 침식 작용에 민감하며 묽은 산과는 느리게 반응합니다. 오늘날 스칸듐(Sc)은 토르트바이타이트라는 광물 등에서 추출하며, 우라늄과 텅스텐을 정제하는 과정에서 나오는 부산물을 모아 만들기도 합니다. 그러나 스칸듐(Sc)은 광물로부터 뽑아내 금속 상태로 만들기도 어렵고 그 생산량도 매우 적습니다. 물론 우크라이나, 중국, 러시아에 몇몇 광산이 있긴 하지만 전체 연간 생산량이 10-15t에 불과하여 같은 무게의 금보다 무려 3~5배가량 비싸다고 합니다.

 

▲스칸듐(Sc)의 원자 구조

 

 스칸듐(Sc)은 자연에는 유일하게 안정한 동위 원소로 존재합니다. 또, 원자량 36~60사이에 13종류의 방사성 동위 원소가 발견 되었는데 이들 중 스칸듐(Sc)는 가장 안정한 것으로 반감기가 83.8일 입니다. 스칸듐(Sc)은 지각에서 상당히 희귀한 원소로 자료에 따라 지각에 18~25ppm정도 포함된 것으로 나오는데 이는 코발트(20~30ppm)와 비슷한 수치입니다. 지구 전체에서는 50번째로 풍부하고 지각 속에는 35번째로 많은 원소 입니다. 태양에는 훨씬 더 많은 양이 존재하여 23번째로 많은 원소라고 할 수 있습니다.

 

▲스칸듐(Sc)의 용도는?

 

▲ 고급 자재에 사용되는 스칸듐(Sc)

 

 스칸듐(Sc)은 굉장히 희귀하고 값 비싼 금속으로 알렺 있어 용도가 한정되어 있었으며, 최근까지 스칸듐(Sc)을 응용할 수 있는 산업이 많이 연구되지 않았습니다. 하지만 가볍고 녹는 속도가 빠르며 부식 저항성이 뛰어나고 강도가 우수해 각종 운동기구 및 한공 산업에서 큰 관심을 끌었습니다. 스칸듐은 주로 알루미늄 합금의 형태로 가공되며 가벼운 특성으로 경량 제품 위주로 사용됩니다. 스칸듐(Sc)에 알루미늄을 융합할 시 강도 및 용접성이 크게 증가하여 가공을 쉽게 하기 때문입니다. 또한 스칸듐은 수은 등과 같은 원소와 결합시 태양보다 밝은 빛을 내는 특성이 있어 조명 산업에도 사용됩니다.항공 산업에서는 우주선, 전투기, 군용기 스포츠 산업에서는 골프채, 야구밸트, 자전거 등에 많이 사용되고 있습니다. 

 

▲스칸듐(Sc)의 특징

발견자	라르스 프레드리크 닐손(Lars Fredrik Nilson)
발견 연도	1879년
어원	스칸디나비아의 라틴어 이름 'Scandia'
특징	은백색의 무은 금속이며, 화학적으로 안정적이며, 물과 반응한다.
사용 분야	고강도 알루미늄 합금, 고광도 조명 등
원자량	44.956g/mol
밀도	2.99g/cm3
녹는점	1541 °C
끓는점	2836 °C
상온에서 상태	고체