突破稀土封锁:英国Metalysis启动高纯度铝钪合金粉末量产
位于英国的金属增材制造材料生产商Metalysis已开始生产铝钪合金粉末(Al-Sc),其成分类别在亚洲以外地区仍难以大规模获取。
该公司在南约克郡的两处生产基地通过固态工艺路线制造钪含量为36wt.%的Al₃Sc合金,以粉末或致密圆盘形态供应,其氧杂质水平约为500 ppm,碳杂质约为50 ppm。Metalysis表示,该合金实现完全均匀化,符合半导体溅射靶材的应用要求。
随着中国主导包括钪在内的稀土中游加工环节,以及今年年初实施的出口管制措施,稀土元素供应链正面临日益增加的压力,这促使市场对替代加工路径的兴趣大增。
因此,该公司从中国以外的多个供应商处采购氧化钆原料。
首席执行官Nitesh Shah表示,这些出口管制措施加速了市场对铝钪合金的紧急采用,公司正在扩大生产规模以满足需求,从当前的第二代设备转向未来几个月的第三代设备,实现吨级产出。
在半导体制造中,铝钪合金用于薄膜溅射工艺,以沉积氮化铝钪薄膜,应用于射频硬件中的体声波滤波器和谐振器。
该合金还可作为高钪母合金供应,通过与铝稀释后可获得较低钪含量的合金配方。这类材料正在航空航天和国防应用领域进行评估,作为传统铝合金的潜在替代品,并在某些对强度重量比要求极高的场景下替代钛合金。
Metalysis采用其Fray、Farthing和Chen(FFC)剑桥电解法生产铝钪合金,通过在650-950°C的熔融氯化钙电解质中直接共还原氧化铝和氧化钪。这一固态工艺路线可实现更高的钪负载量,同时保持均匀的合金结构,克服了熔融基工艺的局限性。
目前,生产由四台第二代设备支持,每台设备年产铝钪合金可达350公斤。鉴于全球年需求估计为3-4吨,公司表示后续代次设备设计产能将从每台数吨提升至数十吨,以适应市场发展。
除粉末生产外,Metalysis通过与RHP-Technology GmbH进行放电等离子烧结和热压 consolidate 试验,展示了其下游加工能力。试验使用36wt.%钪粉末制备出相对密度超过98%、成分均匀的致密圆盘,并证明通过铝稀释可实现较低钪含量(如10wt.%)的合金。
铝钪合金的生产努力此前在行业内已有报道。2020年,金属增材制造专家Amaero宣布其铝钪合金Amaero HOT Al进入专利合作条约(PCT)国际批准的国家阶段。
与常规铝合金在约160°C以上性能退化不同,HOT Al可在打印后进行热处理和时效硬化,在高达约260°C的工作温度下保持机械稳定性和拉伸强度。
此外,空客子公司APWORKS是3D打印钪合金市场的重要竞争者。其Scalmalloy(钪/铝)产品曾用于制造热交换器、发动机歧管部件以及Light Rider摩托车车架。


京公网安备11010802046387号