Сплавы металлов с редкоземельным скандием не востребованы в промышленности

ЭкспертHi-Tech

Скандий не желает сплавляться

Несмотря на высокие потребительские качества сплавов металлов с редкоземельным скандием, они, как и тридцать лет назад, не востребованы в промышленности

Сергей Куликов

Скандий (лат. Scandium) — серебристо-белый металл, который в чистом виде в природе не встречается, но может улучшать свойства других материалов в сплавах

В этом году Россия должна была закрыть свои потребности в редкоземельных материалах (РЗМ) и начать их экспорт. Такие перспективы Владимиру Путину обрисовал глава Минпромторга Денис Мантуров, представляя программу развития отрасли РЗМ, столь необходимых для производства высокотехнологичной продукции. Этого не произошло, и Россия по-прежнему вынуждена значительную часть своей потребности в РЗМ покрывать импортными поставками (главным образом китайскими).

Впрочем, некоторые подвижки есть. Например, компания «Далур» (управляется «Атомредметзолотом», АРМЗ, входит в структуру госкорпорации «Росатом») провела показательную плавку алюмо-скандиевой лигатуры с применением фторида скандия. В рамках этого проекта можно получать до 50 тонн сплава в год с возможностью увеличения этого показателя до 80 тонн.

В конкуренции за долю на мировом рынке высоких технологий в лидерах окажется производитель материалов с более высокими показателями. И производство РЗМ, позволяющих улучшать свойства привычных материалов, — важная составляющая этой борьбы. Серьезно подвинуть Китай, доля которого на мировом рынке РЗМ сегодня составляет от 80% до 90%, Россия вряд ли сможет, по крайней мере в обозримом будущем. Хотя накопленный научно-технический потенциал и огромные запасы редкоземельного сырья теоретически это позволяют.

Урановая «борода»

Скандий — уникальный по своим свойствам металл. Например, добавление его в количестве всего нескольких сотых процента в алюминий-литиевый сплав позволяет на 10–12% снизить вес изделия, не изменяя требований к его прочности. Такие сплавы больше всего востребованы в авиакосмической и других высокотехнологичных отраслях — там, где главным требованием является сочетание прочности и легкости. Например, алюминий составляет около двух третей веса каждого авиалайнера. Использование скандия в качестве добавки позволяет снизить вес, не опасаясь за прочность и безопасность деталей. Между тем снижение массы авиалайнера всего на один килограмм позволяет сэкономить на протяжении срока его службы от трех до четырех тысяч литров топлива.

Скандий не встречается в природе в свободном состоянии. Чтобы его добыть, приходится обрабатывать тонны пород из редкоземельных и урановых месторождений. Промежуточным продуктом на пути к металлу является оксид скандия (Sc2O3), который и сам по себе представляет ценность. Сегодня в России, судя по предложениям сайтов, торгующих редкими металлами, цена на скандий начинается от 300 тыс. рублей за килограмм (в зависимости от чистоты).

В 60-е годы прошлого века в мире производилось около 200 кг оксида скандия — в основном в США. В СССР около 10 кг оксида скандия выпускалось на Новосибирском заводе цветных металлов. Получали его из отходов от переработки оловянных руд и использовали в основном в качестве реагента. Никаких предпосылок к расширению производства скандия не было: с одной стороны, не было для него применения, с другой — подходящего сырья.

Нарастить объемы его производства в конце 1970-х — начале 1980-х годов помог случай.

Как рассказала непосредственный участник этих событий Жанетта Галиева, заместитель гендиректора по науке компании «Лаборатория инновационных технологий» (входит в ГК «Скайград», занимается производством РЗМ), установленные на горно-химическом рудоуправлении (ГХРУ, г. Лермонтов) экстракторы стали забиваться межфазными взвесями неизвестного состава и природы. Технологи в шутку называли их «бородой». Экстракторы периодически чистили, осадок собирали, а попутно выясняли причину сбоя режима экстракции. В итоге выяснилось, что эти взвеси образовывал именно скандий.

Тогда мало кто представлял, где именно и в какой отрасли будет востребован новый продукт. В итоге применение скандию нашлось в производстве сплавов для летательных аппаратов различного назначения, в том числе для космической промышленности. Исследованиями занимался отраслевой Всесоюзный институт авиационных материалов (ВИАМ). Они обнаружили, что введение всего 0,2% скандия в алюминий-литиевый сплав позволило улучшить его свариваемость, повысить прочностные характеристики при низких и высоких температурах и на 10–12% снизить вес аппарата.

Из сплава титана, алюминия, лития и скандия был сделан корпус советского многоразового космического корабля «Буран».

«К сожалению, эта композиция получилась очень дорогой. За нее могли платить Минобороны и Минсредмаш, которым были важны его характеристики, а не цена».

По словам Жанетты Галиевой, попытки «пристроить» скандий в гражданскую промышленность не увенчались успехом: предприятия признавали высокие потребительские качества сплавов с применением скандия, но не были готовы так много за него платить. «Цену снижать мы не хотели, — говорит Галиева. — Мы тогда оценивали стоимость одного килограмма высокочистого (99,99 процента) металлического скандия от 30 до 50 тысяч долларов. А потом наступили девяностые, промышленность остановилась, и скандий стал никому не нужен по любой цене».

Схожая ситуация наблюдается и сейчас.

Алюминий с добавками скандия мог бы заменить стальной прокат во многих изделиях — например, из него можно было бы делать кузова автомобилей. Это позволило бы облегчить конструкцию и сделать кузов чуть ли не вечным, поскольку этот сплав практически не подвержен коррозии.

Руслан Димухамедов, директор по развитию бизнеса АРМЗ, так объяснял ситуацию с внедрением в промышленность этого материала корпоративному изданию «Росатома»: «Автопроизводители требуют, чтобы цена сплавов со скандием отличалась от цены традиционных сплавов только в той мере, насколько они качественнее: если прочнее в полтора раза, то и дороже в полтора раза, не больше».

Гонка за скандием

О намерениях наладить производство в России столь ценного материала заявлялось неоднократно. Ранее производством алюмо-скандиевой лигатуры в ограниченных количествах занималось предприятие «Интермикс Мет», созданное на базе ГХРУ. Здесь производилось от 7 до 48 тонн лигатуры в год, из которых 60% поставлялось на внутренний рынок, а 40% отправлялось на экспорт. Сейчас предприятие остановлено.

Авторизуйтесь, чтобы продолжить чтение. Это быстро и бесплатно.

Регистрируясь, я принимаю условия использования

Рекомендуемые статьи

Персональная ответственность довела министров до выхода Персональная ответственность довела министров до выхода

Состав обновленного правительства вновь подвергся изменениям

Эксперт
Это был трудный код Это был трудный код

Лев Рубинштейн о феномене «дресс-кода»

GQ
Ландшафт после американских выборов Ландшафт после американских выборов

Что может ждать США в новом политическом цикле

Эксперт
Сексуальный абьюз: как предупредить ребенка об опасности Сексуальный абьюз: как предупредить ребенка об опасности

Как говорить с детьми о сексуальном абьюзе? Рассказывает психотерапевт

Psychologies
​​​​​​​«Азербайджанцы ехали как в мирное время: ни завалов, ни разрушений, ни минных заграждений» ​​​​​​​«Азербайджанцы ехали как в мирное время: ни завалов, ни разрушений, ни минных заграждений»

Виктор Мураховский — о том, почему Армения проиграла войну за Карабах

Эксперт
Пропавшая без вести: трагическая судьба легендарной детективщицы Агаты Кристи Пропавшая без вести: трагическая судьба легендарной детективщицы Агаты Кристи

Ты знала, что Агата Кристи недолюбливала Эркюля Пуаро?

Cosmopolitan
Почем газ для народа? Почем газ для народа?

Для нескольких миллионов семей газификация их жилищ — годами лелеемая мечта

Эксперт
«Нельзя лишить права на культуру военными методами» «Нельзя лишить права на культуру военными методами»

Археолог Гамлет Петросян — об уникальных раскопках в античном Тигранакерте

Огонёк
Шервуд Андерсон Шервуд Андерсон

Американский писатель Шервуд Андерсон глазами Дмитрия Быкова

Дилетант
Краткая история кнопки Turbo на древних компьютерах Краткая история кнопки Turbo на древних компьютерах

Даже в компьютерном деле плохо, когда слишком быстро!

Maxim
Разговорится ли «русский Zoom»? Разговорится ли «русский Zoom»?

Российские IT-компании конкурируют с мировыми производителям систем видеосвязи

Эксперт
Концентрация витамина D во время беременности повлияла на интеллект детей Концентрация витамина D во время беременности повлияла на интеллект детей

Увеличение концентрации витамина D на приводит к росту оценки интеллекта

N+1
Заметки о войне на уничтожение Заметки о войне на уничтожение

Опубликованы письма и дневники немецкого генерала Готхарда Хейнрици

Эксперт
Как снизить вредное воздействие алкоголя на организм Как снизить вредное воздействие алкоголя на организм

Перестаньте выпивать за несколько часов до сна

GQ
Убивающий тасманийских дьяволов рак оказался эволюционно консервативным Убивающий тасманийских дьяволов рак оказался эволюционно консервативным

Инфекционный рак поставил тасманийских дьяволов на грань вымирания

N+1
Никита Кукушкин: «Свои желания я исполняю сам» Никита Кукушкин: «Свои желания я исполняю сам»

Актер театра и кино – о новогодних сюрпризах и разочарованиях

Cosmopolitan
12 неловких вопросов про инвалидность 12 неловких вопросов про инвалидность

Правильно ли говорить «человек с инвалидностью» и зачем слепым ходить в музей?

СНОБ
Современный альфонс: как не попасться на удочку Современный альфонс: как не попасться на удочку

Что делать, чтобы уберечься от альфонса?

Cosmopolitan
Разрешите себе печалиться Разрешите себе печалиться

Относитесь к негативным переживаниям всерьез и не пытайтесь их подавлять

Psychologies
5 психиатрических лечебниц и их знаменитые пациенты 5 психиатрических лечебниц и их знаменитые пациенты

Какие интересные факты, а порой мистические легенды связаны с психбольницами?

Psychologies
«Я подумаю об этом завтра» «Я подумаю об этом завтра»

Ирина Прохорова — об ответственности перед фамилией и желании стать волонтером

OK!
Лиза Арзамасова: Каждый новый день жду как чуда Лиза Арзамасова: Каждый новый день жду как чуда

Актриса Лиза Арзамасова не утратила веру в добрую сказку, даже став взрослой

Добрые советы
Когда в России прошла первая собачья выставка? Когда в России прошла первая собачья выставка?

Как и когда прошла первая отечественная выставка собак

Культура.РФ
Первый сексуальный опыт: отрывок из сборника «Ее тело и другие» Кармен Марии Мачадо Первый сексуальный опыт: отрывок из сборника «Ее тело и другие» Кармен Марии Мачадо

Отрывок из книги Кармен Марии Мачадо о женской телесности и сексуальности

Esquire
Разводы в британской королевской семье: письмо Елизаветы II Диане и cлёзы обеих Разводы в британской королевской семье: письмо Елизаветы II Диане и cлёзы обеих

Вспоминаем разводы членов британской королевской семьи

Cosmopolitan
“У больничного клоуна не бывает выходных” “У больничного клоуна не бывает выходных”

Константин Седов однажды поменял свою судьбу и стал больничным клоуном

Psychologies
Самый лучший компьютер, которого ни у кого не было: краткая история NeXT Самый лучший компьютер, которого ни у кого не было: краткая история NeXT

Как выглядел прадед iOS

Maxim
Ученые зарегистрировали передачу вируса Чапаре от человека к человеку Ученые зарегистрировали передачу вируса Чапаре от человека к человеку

Вирус Чапаре может передаваться от человека к человеку в медицинских учреждениях

N+1
Педикюр во время беременности Педикюр во время беременности

Как сделать педикюр в домашних условиях

9 месяцев
Годовщина «русского бунта» в нашей сборной по футболу Годовщина «русского бунта» в нашей сборной по футболу

Один из самых важных и роковых документов в истории российского футбола

Maxim
Открыть в приложении