Brytyjski producent materiałów metalowych AM Metalosis rozpoczął produkcję proszek stopu aluminium i skandu (Al-Sc) w składzie, który trudno jest pozyskać na dużą skalę poza Azją.
Działając w dwóch zakładach w South Yorkshire, producent wytwarza Al₃Sc o zawartości skandu 36% wag. w procesie półprzewodnikowym, dostarczając materiał w postaci proszku lub skonsolidowanych krążków o poziomie zanieczyszczeń wynoszącym ~500 ppm tlenu i 50 ppm węgla. Metaliza stwierdza, że stop jest w pełni homogenizowany, spełniając wymagania dotyczące celów do napylania półprzewodników.
Moment rozpoczęcia produkcji nie może być bardziej odpowiedni. Łańcuchy dostaw pierwiastków ziem rzadkich znajdują się pod coraz większą presją, ponieważ Chiny zdominowały przetwarzanie średniego szczebla, w tym skandu, a wprowadzone na początku tego roku kontrole eksportu, z omawianą możliwą ekspansją, zwiększyły zainteresowanie alternatywnymi drogami przetwarzania. W rezultacie producent pozyskuje tlenek skandu od wielu dostawców spoza Chin.
Nawiązując do tej tezy, dyrektor generalny Nitesh Shah powiedział, że te kontrole eksportu „przyspieszyły pilne przyjęcie naszych stopów aluminium-skandad i obecnie zwiększamy produkcję, aby sprostać temu zapotrzebowaniu, przechodząc z naszych dzisiejszych jednostek 2. generacji na produkcję w skali tonowej z 3. generacji w nadchodzących miesiącach”.
Skalowanie produkcji Al-Sc na rynki końcowe
W produkcji półprzewodników stopy Al-Sc stosuje się w procesie napylania cienkowarstwowego w celu osadzania warstw azotku skandu aluminium na potrzeby masowych filtrów fal akustycznych i rezonatorów w sprzęcie o częstotliwości radiowej.
Stop może być również dostarczany jako zaprawa o wysokiej zawartości skandu do rozcieńczania aluminium, co umożliwia ocenę kompozycji o niższej zawartości skandu do zastosowań w przemyśle lotniczym i obronnym jako potencjalnych alternatyw dla konwencjonalnych stopów aluminium oraz, w niektórych przypadkach, tytanu, gdzie stosunek wytrzymałości do masy ma kluczowe znaczenie.
To powiedziawszy, Metalyza produkuje stop Al – Sc przy użyciu jego Fray, Farthing i Chen (FFC) Cambridge metoda elektrolizy, polegająca na bezpośredniej współredukcji tlenku glinu i tlenku skandu w elektrolicie stopionego chlorku wapnia w temperaturze 650–950 °C. Ta metoda w stanie stałym umożliwia większe obciążenie skandem przy jednoczesnym zachowaniu jednolitej struktury stopu, eliminując ograniczenia przetwarzania w oparciu o stop.
Na razie produkcję wspierają cztery jednostki produkcyjne drugiej generacji, z których każda jest w stanie wyprodukować do 350 kg stopu aluminiowo-skandowego rocznie. Przy globalnym popycie szacowanym obecnie na 3-4 tony rocznie, firma twierdzi, że kolejne generacje sprzętu mają na celu zwiększenie produkcji z kilku ton na jednostkę do kilkudziesięciu ton w miarę rozwoju rynku.
Oprócz produkcji proszku Metalyza wykazała zdolność do dalszego przetwarzania poprzez próby konsolidacji RHP-Technology GmbH za pomocą iskrowego spiekania plazmowego i prasowania na gorąco. W próbach uzyskano gęste krążki z proszku skandu o zawartości 36% wag., o gęstości względnej powyżej 98% i jednolitym składzie, i wykazały, że niższą zawartość skandu, w tym 10% wag., można uzyskać poprzez rozcieńczenie aluminium.
Szersza działalność przemysłowa w Al–Sc
W branży zgłaszano już wysiłki mające na celu produkcję stopów Al-skand.
W 2020 roku specjalista Metal AM Amaero ogłosił, że stop aluminium ze skandem Amaero HOT Al wszedł w krajową fazę międzynarodowego zatwierdzania patentów na mocy Traktatu o współpracy patentowej. Opracowany z Uniwersytet Monash i licencjonowany wyłącznie dla Amaero, stop charakteryzował się wysoką zawartością skandu i był przeznaczony dla AM.
W przeciwieństwie do konwencjonalnych stopów aluminium, które ulegają degradacji w temperaturze powyżej ~160°C, HOT Al można po wydrukowaniu poddać obróbce cieplnej i utwardzeniu wydzieleniowemu, zachowując stabilność mechaniczną i wytrzymałość na rozciąganie w temperaturach roboczych do ~260°C.
Gdzie indziej, Airbusa pomocniczy DZIAŁA jest znaczącym konkurentem na rynku stopów skandu drukowanych w 3D. Jego Produkt Scalmalloy (skand/aluminium). służył do produkcji wymienników ciepła, części kolektora silnika i ramy motocykla Light Rider.
The Nagrody branży druku 3D wrócili. Zgłoś swoje nominacje już teraz.
Prowadzisz start-up zajmujący się drukiem 3D? Dotrzyj do czytelników, potencjalnych inwestorów i klientów za pomocą Start-up roku w branży druku 3D konkurs.
Aby być na bieżąco z najnowszymi wiadomościami dotyczącymi druku 3D, nie zapomnij zapisać się do Biuletyn branży druku 3D lub śledź nas dalej LinkedIn.
Skoro tu jesteś, dlaczego nie zasubskrybować naszego Youtube kanał? Zawiera dyskusje, podsumowania, krótkie filmy i powtórki webinarów.
Wyróżniony obraz przedstawia demonstrację przepływu proszków metali Metaliza. Zdjęcie za pośrednictwem Metalizy.
