固態(tài)金屬材料領軍企業(yè)Metalysis大幅提升研發(fā)能力

2024年1月22日，南極熊獲悉，全球固態(tài)電解金屬材料領軍企業(yè)Metalysis近日宣布重大研發(fā)升級計劃，其位于南約克郡先進制造園區(qū)的研發(fā)中心將新增三臺第一代（Gen 1）研究設備，使該級別設備總數(shù)增至12臺，首階段研發(fā)能力提升33%。此次戰(zhàn)略部署旨在應對高超音速飛行器、下一代核能系統(tǒng)及商業(yè)航天等戰(zhàn)略領域對特種金屬材料的爆發(fā)式需求，標志著先進材料研發(fā)進入"按需定制"的新階段。



顛覆性技術重構產業(yè)邏輯


基于FFC劍橋法，Metalysis開創(chuàng)性地實現(xiàn)了金屬氧化物固態(tài)直接電解。與傳統(tǒng)熔煉工藝相比，該技術將處理溫度從1600℃以上降至650-950℃區(qū)間，能耗降低超60%，且全過程無需使用氫氟酸等危險化學品。通過精確調控電壓和電解參數(shù)，可定向電解包括鈦、鉭、稀土金屬在內的40余種金屬氧化物，單步生成成分均勻的金屬海綿體，經后處理即可獲得粒徑分布可控的微納米級粉末。

公司首席執(zhí)行官Nitesh Shah表示："我們近期完成的全流程工藝驗證顯示，新技術可使鈦合金生產周期縮短75%，原料利用率提升至98%以上。隨著球形化設備的投產，現(xiàn)已實現(xiàn)3D打印級鈦粉、鎢銅復合粉等戰(zhàn)略材料的自主制備。"據(jù)悉，該企業(yè)獨創(chuàng)的"四代研發(fā)體系"已形成完整的技術轉化鏈條：Gen 1單次克級試驗支撐原型驗證，Gen 2公斤級中試加速工藝定型，Gen 3/4分別實現(xiàn)百噸級商業(yè)化供應和萬噸級工業(yè)量產。

太空經濟催生技術突破

在月球資源原位利用領域，Metalysis與歐洲航天局（ESA）的合作取得突破性進展。其改良版FFC工藝采用特制氧析出陽極，在電解鈦鐵礦（FeTiO3）模擬月壤時，同步獲得純度99.6%的金屬鐵鈦合金粉和醫(yī)用級氧氣，氧回收效率達理論值的92%。該項目首席科學家Dr. Emily Carter表示："我們的Gen 1設備正在驗證月面極端環(huán)境（-180℃至120℃溫度循環(huán)、微重力）下的工藝穩(wěn)定性，預計2026年開展原位技術演示。"

高熵合金開啟材料革命

面對被稱為"21世紀冶金革命"的高熵合金（HEA）浪潮，Metalysis的技術優(yōu)勢進一步凸顯。通過多組元氧化物共電解技術，Metalysis成功制備出含五種主元（Fe-Co-Ni-Cr-Mn）的航天用耐超高溫合金，其1200℃抗蠕變性能較傳統(tǒng)鎳基合金提升300%。材料總監(jiān)Dr. Michael Zhou表示："固態(tài)電解法從根本上解決了傳統(tǒng)冶金中元素偏析難題，配合我們的元素空間梯度控制技術，可設計出具備能量吸收、自修復等智能特性的第四代合金材料。"

行業(yè)數(shù)據(jù)顯示，全球高熵合金市場規(guī)模預計從2023年的8.7億美元增至2030年的47億美元，年復合增長率達27.3%。與此同時，商業(yè)航天市場對特種材料需求激增，僅可重復使用火箭發(fā)動機燃燒室襯里材料，未來五年全球需求缺口就達230噸/年。



構建產業(yè)生態(tài)新格局


Metalysis的擴產計劃同步帶動區(qū)域產業(yè)鏈升級。其沃斯制造中心所在的謝菲爾德城市群，已聚集12家特種材料加工企業(yè)和8個國家級實驗室，形成從基礎研發(fā)到終端應用的完整生態(tài)圈。英國商務大臣Kemi Badenoch在近期視察中表示："該項目體現(xiàn)了英國在先進制造領域的全球競爭力，政府將通過2.3億英鎊的高端材料研發(fā)基金持續(xù)支持此類技術創(chuàng)新。"

隨著第四代工業(yè)設備進入最終調試階段，Metalysis正將其技術版圖擴展至超導材料、核聚變第一壁防護材料等尖端領域，新一輪融資估值已突破18億英鎊。在材料革命與太空經濟雙重機遇下，這家從劍橋實驗室走出的企業(yè)，正在書寫21世紀新材料的黃金法則。