些实施方案中，所述方法包括使惰性气体流过反应区。
[0050] 在一些实施方案中，所述方法包括收集通过气体出口离开反应器的任何固体并使 所收集的固体返回到反应器。
[0051] 在一些实施方案中，所述方法包括在固体移动通过反应器时将它们进行混合。
[0052] 在一些实施方案中，所述方法还包括移除已堆积在反应器的壁上的任何物质。
[0053] 在一些实施方案中，反应器的形式为装配了螺旋钻、螺杆进料器、準刀混合器或旋 转炉的间歇反应器或连续反应器。
[0054] 根据本发明的又一方面，提供了用于采用上述实施方案中所述的方法生产侣-筑 系合金的装置，所述装置包括具有适合在侣存在且有利于生产侣-筑系合金的反应条件下 还原氯化筑的反应区的反应器。 阳化5] 反应器可W是间歇反应器或连续反应器。
[0056] 在一些形式中，反应器包括能够在高达iioor的溫度和介于1己与0.01毫己之间 的压力下操作金属粉末、面化物、氮化物和氧化物的反应容器。
[0057] 反应容器可包括用于进行不同反应的若干分立的加热段。
[0058] 在一些实施方案中，所述装置包括布置为在反应器内混合固体的机构。
[0059] 反应器的形式可W为螺旋钻、螺杆进料器、準刀混合器或旋转炉。
[0060] 在一些实施方案中，所述装置包括收集器，用于收集逸出反应器的任何固体并使 所收集的固体返回到反应区。
[0061] 在一些实施方案中，所述装置包括冷凝器，用于收集和冷凝离开反应器的任何氯 化侣。
[0062] 在一些实施方案中，所述装置包括压力控制单元，其可操作W将反应器内的气氛 保持在1己与0.01毫己之间。
[0063] 通常，所述装置还包括用于加热反应物的适当设备，并且其适于实施任何前述或 W下实施方案的方法。
[0064] 在一些实施方案中，所述装置包括一个或多个存储容器，用于将优选颗粒物形式 的固体反应物（例如氯化筑和A1)保持在惰性气氛下。在运些实施方案中，所述装置还可 W包括一个或多个颗粒进料器，用于将固体反应物从至少一个存储容器送到反应器。
[00化]在一些实施方案中，反应器设有一个或多个气体入口，用于引入反应性气体和/ 或惰性气体。
[0066] 下文中，术语"氯化侣"用于描述任何M-C1化合物，包括AlzCle、AICI3、A1化和 A1C1，且术语"侣-筑系合金"或"A^Sc系合金"用于描述任何含有A1和Sc的合金或金属 间化合物，其中A1的存在水平介于1重量（wt) %与99wt%之间。
【附图说明】
[0067] 由W下仅通过举例的方式对本发明的实施方案进行的描述并参考附图可显而易 见本发明的各种特征和优点，其中： W側图1是对于平衡反应統化嗦+巧媒<、> 紙-A林诚為做+么G计算的吉布斯自由能 (AG)的图表，其中产物是Sc(x=0)或AlsScU=如。 W例 图2是在高达1000°C的溫度下ScCls-Al(摩尔比为1:4)的混合物的计算平衡组 成的图表。
[0070] 图3是在被加热到高达1000°C的溫度后且AlC13(g)具有不同分压的ScCls-Al(摩 尔比为1:4)的混合物的计算组成的图表；图3-a针对的是当AlCl3(g)的分压的降低因数 为100时；图3-b针对的是当AlCl3(g)的分压的降低因数为1000时；图3-C针对的是当 AlCl3(g)的分压的降低因数为1〇4时；且图3-d针对的是当AlCl3(g)的分压的降低因数为 1〇5 时。
[0071] 图4是示出根据本发明的实施方案生产M-Sc系合金的方法步骤的方框图。
[0072] 图5是装配了间歇反应器的装置构造的方框图，所述装置用于实施根据本发明的 实施方案生产M-Sc系合金的方法。
[0073] 图6是装配了连续反应器的装置构造的方框图，所述装置用于实施根据本发明的 实施方案生产M-Sc系合金的方法。
[0074] 图7是包括螺杆反应器形式的连续反应器的装置的示意图，所述装置用于实施根 据本发明的实施方案生产M-Sc系合金的方法。
[0075] 图8是通过根据本发明的实施方案的方法产生的粉末的XRD迹线，其中固体反应 物进料ScCl3-Al的摩尔比为1:4,且反应条件压力为2毫己。
【具体实施方式】
[0076] 本发明在优选的实施方案中提供形成基于M-Sc的优质合金粉末的路线，其始于 低成本材料，且不需要经历通常的烙化及雾化的粉末生产步骤。本文所公开的方法简化了 目前生产Al-Sc母合金的技术，显著减少了所需的处理步骤，并且显著改善了M-Sc终产物 的品质及特性。另外，所述方法克服了与常规的烙化路线相关联的问题（如偏析），并且允 许包含大量的其它合金化添加剂，其水平可能无法通过烙体路线获得，并且按另外的方式 可能还无法W商品化的量产生运样的终产物组成。
[0077] 将W导致产生具有组成M-Sc的合金的简单化学计量还原反应来说明本文所公 开的方法：
[0078]
阳07引 AlCl3(g)是气态氯化侣，且AG是反应的吉布斯自由能。
[0080] 图1显示对应于在高达1000°C的溫度下生产纯Sc(X= 0)和ScA13(X= 3)的反 应1的吉布斯自由能的变化。其中可W看到AG在looorw下的所有溫度下是正的。运表 明正向反应是高度吸热的，并且通常将使正反应不利于生产M-Sc合金。
[0081] 运一结果进一步示于图2,该图显示4A^lScCl3混合物在高达l〇〇〇°C的溫度下的 混合物组成。在图2中可W看到，氯化筑保持稳定，在高达l〇〇〇°C的任何溫度下与A1没有 显著的反应。运表明在正常平衡条件下ScCls的A1还原不利于生产M-Sc合金及化合物。
[0082] 然而，根据本发明的一方面，通过采用合适的反应条件可有利于反应1的正向，导 致形成基于M-Sc的合金粉末形式的产物和副产物氯化侣。
[0083] 在一个实施方案中，如果使AlCl3(g)在反应区中的分压降低到某一阔值W下就可 W做到运一点。降低AlCl3(g)的分压减少了向氯化筑的逆反应并最大化导致生成Al-Sc的 正向反应。在特定的实施方案中，在高于600°C的反应溫度下氯化侣分压的降低因数超过 1000导致反应1的正向的净反应速率显著提高。
[0084] 图3显示对于各种氯化侣分压降低情况，4A^lScC13的混合物在被加热到高达 1000°C溫度之后的计算组成。在图3-a中，降低因数为100,提高到图3-b中的1000,且然 后提高到图3-C中的104和图3-d中的10 5。图3-a显示氯化侣分压的100倍数降低仅引 起较少的正向反应并且还只是在800°CW上的溫度下，并且在降低因数增加到图3-b中的 1000时仅有轻微的提高。对于lo4降低的分压，正反应在700°cw上的溫度下变得非常有 利。随着降低因数增加到图4-d中的1〇5,运一阔值溫度降低到600°C。
[0085] 优选使反应区中氯化侣的分压降低到500毫己W下、优选200毫己W下、优选100 毫己W下、优选10毫己W下、更优选0.01毫己左右。
[0086] 可W通过在反应区中移除至少一些氯化侣气体和/或通过稀释氯化侣的浓度来 降低反应区中氯化侣的分压。运可设及例如使气体（优选惰性气体，如氣或氮）流过或涌 过反应区，包括将氯化侣逐出反应区。
[0087] 也可W通过使反应区气氛中的总压力降低（例如）到介于0. 01毫己与1己之间的 压力来实现降低氯化侣分压。在一些实施方案中，可W使反应区气氛中的压力降低到介于 100毫己与200毫己之间或者10毫己与100毫己之间或者1毫己与10毫己之间或者0.01 与1毫己之间。
[0088] 在一种形式中，生产M-Sc系合金的方法包括W下步骤：
[0089]-由预定量的前体化学物质（包括氯化筑）和预定量的还原A1金属、合金或化合 物及任何其它前体材料制备材料混合物；
[0090] -在介于200°C与1000°C之间的溫度下处理所述混合物W引起氯化筑与A1之间的 反应，导致形成粉末形式的M-Sc合金和氯化侣，同时保持降低的氯化侣分压，并从反应区 中快速地移除至少一些氯化侣。
[00川-收集逸出反应区的任何固体材料并将其再循环拟及，
[0092]-将所得到的M-Sc合金粉末与任何残留的未反应物质分离并且如果需要的话进 行后处理。
[0093] 氯化筑（ScCU的形式为平均粒度小于200微米的细碎颗粒。通过在降低的压力 气氛和介于200°C与1000°CW下的最高溫度之间的溫度下的直接固-固反应来进行用A1 还原ScClj。
[0094] 在200毫己W下的压力下，SCCI3与A1之间的反应在高于600°C的溫度下发生，并 且在优选的实施方