2025年12月17日，英国金属增材制造材料生产商 Metalysis 已开始投产铝钪合金粉末(Al-Sc)，这种合金粉末的成分在亚洲以外地区仍然难以大规模采购。该生产商在南约克郡设有两处生产基地，采用固相法生产钪含量为36 wt.%的Al₃Sc合金，并以粉末或致密圆片的形式供应，其中氧杂质含量约为500 ppm，碳杂质含量约为50 ppm。Metalysis公司表示，合金成分完全均匀，符合半导体溅射靶材的要求。
此次投产的时机可谓恰到好处。由于中国在稀土元素（包括钪）的中游加工领域占据主导地位，稀土元素供应链正面临越来越大的压力。今年国内早些时候出台的出口管制措施也促使人们对替代加工路线更加关注。首席执行官 Nitesh Shah 在此基础上表示：“稀土资源的紧缺加速了我们铝钪合金的紧急应用，我们现在正在扩大生产规模以满足这一需求，从目前的第二代装置到未来几个月第三代装置的吨级产量。”
△Metalysis金属粉末流动性演示。图片来自 Metalysis。
扩大铝钪生产规模，以满足终端市场需求
在半导体制造中，Al-Sc 合金用于薄膜溅射，以沉积氮化铝钪薄膜，用于射频硬件中的体声波滤波器和谐振器。Al-Sc合金还可以作为高钪中间合金供应，用于与铝稀释，从而可以评估低钪成分在航空航天和国防应用中作为传统铝合金的潜在替代品，在某些情况下，还可以替代钛，因为强度重量比性能至关重要。尽管如此，Metalysis公司仍采用Fray、Farthing和Chen (FFC)剑桥电解法生产Al-Sc合金，该方法可在650-950℃的熔融氯化钙电解液中直接共还原氧化铝和氧化钪。这种固相工艺能够在保持合金结构均匀的同时，实现更高的钪含量，克服了熔融加工的局限性。
目前，生产由四套第二代生产线支撑，每套生产线每年最多可生产350公斤铝钪合金。Metalysis公司表示，鉴于目前全球需求量估计为每年3-4吨，后续几代设备旨在随着市场发展，将单台产量从几吨提高到几十吨。
除了粉末生产外，Metalysis 还通过与RHP-Technology GmbH合作开展的固结试验，展示了下游加工能力。试验采用放电等离子烧结和热压工艺，利用 36 wt.% 的钪粉末制备出相对密度超过 98% 且成分均匀的致密圆盘。试验还表明，通过铝稀释，可以实现更低的钪含量，甚至低至 10 wt.%。
△MetathesisGen 1 装置。照片来自 Metathesis
铝-钪行业的更广泛活动
此前，业内已有关于生产铝钪合金粉末各类应用的报道。2020年，金属增材制造专家Amaero宣布专有铝钪合金Amaero HOT
Al已进入《专利合作条约》国际专利申请的国家阶段。合金由Amaero与莫纳什大学合作开发，并由Amaero独家授权使用。这种合金具有高钪含量，专为增材制造而设计。与在~160°C以上会发生性能退化的传统铝合金不同，HOT
Al在打印后可以进行热处理和时效硬化，在高达~260°C的工作温度下保持机械稳定性和抗拉强度。
此外，空客子公司APWORKS是3D打印钪合金市场上的知名竞争对手，公司独有的Scalmalloy（钪/铝）产品被用于制造热交换器、发动机歧管部件和Light Rider摩托车车架。
来源：南极熊
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