KR101927379B1 - 스칸듐 합금 및 이의 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 스칸듐 합금 및 이의 제조방법에 관한 것으로 본 발명에 따른 스칸듐 합금의 제조방법은, 제1합금에 포함된 환원제 금속의 함량을 조절하여 상기 환원제 금속과 융제 중의 산소교환반응을 통해 용이하게 스칸듐 함량을 증가시키는 효과가 있다.

Description

스칸듐 합금 및 이의 제조방법{Scandium Alloy And Preparation Method Thereof}

본 발명은 스칸듐 합금의 제조방법 및 상기 제조방법에 의해 제조된 스칸듐 합금에 관한 것이다.

고성능 및 경량 합금의 수요가 증가하면서 최근 스칸듐이 첨가된 합금에 대한 수요가 증가하고 있고, 이에 따라서 스칸듐이 포함된 합금의 제조 방법에 대한 관심이 높아지고 있다.

현재 스칸듐의 세계 연간 생산량은 약 10ton으로써 가격 및 수급 안정성확보가 시급한 실정이다. 이에 대한 기술적 대응책으로서, Ni 제련 부산물 중 스칸듐 산화물의 추출 기술개발에 대한 필요성이 대두 되고 있다. 스칸듐 산화물의 추출 기술 확보를 위하여, 산화 스칸듐 자원을 활용한 건식 공정 및 전기분해 공정 설계 및 최적화를 위한 연구가 이루어지고 있으나, 경제성 및 생산성 확보는 미흡한 실정이다. 또한, 스칸듐은 높은 산소 친화력으로 인하여 금속화가 어려우며, 이로 인하여 기존 공정으로 제조된 합금은 합금 중 스칸듐 농도 및 회수율이 현저히 낮다.

한편, 스칸듐을 포함하는 합금 제조에 관한 종래기술로, 스칸듐을 첨가한 알루미늄 합금 및 그 제조방법(한국등록특허 제10-1499096호)이 있으나, 상기 종래 기술은 공정이 복잡하며, 제조된 합금은 스칸듐 농도가 낮다는 문제점이 있다.

따라서, 비교적 간단한 방법으로 산화물로부터 효과적으로 스칸듐을 합금화 시키기 위한 방법의 금속화 기술 개발이 선결 요소로 대두되고 있다.

한국등록특허 제10-1499096호.

본 발명의 목적은, 종래에 비해 간단한 방법으로도 높은 스칸듐 회수율을 갖는 스칸듐 합금의 제조방법 및 상기 제조방법으로 제조된 스칸듐 합금을 제공하는 것이다.

본 발명은 상기 과제를 해결하기 위해,

도가니 내에 환원제 금속이 포함된 제1합금 및 스칸듐 산화물을 포함하는 융제를 투입하여 비활성 기체 분위기 하에서 가열하는 단계;

상기 환원제 금속이 포함된 제1합금의 용탕 및 스칸듐 산화물을 포함하는 융제의 용융물을 형성하는 단계; 및

상기 용융물을 주조하여 제2합금을 제조하는 단계를 포함하는 스칸듐 합금의 제조 방법을 제공한다.

나아가, 본 발명은 상기 스칸듐 합금의 제조방법으로 제조된 스칸듐 합금을 제공한다.

본 발명에 따른 스칸듐 합금의 제조방법은, 제1합금에 포함된 환원제 금속의 함량을 조절하여 상기 환원제 금속과 융제 중의 산소교환반응을 통해 용이하게 스칸듐 함량을 조절함으로써 간단한 방법으로도 스칸듐 함량이 높은 스칸듐 합금을 제조할 수 있으며, 이에 따라 제조 공정성이 향상되는 효과가 있다.

도 1은 하나의 실시예에서 도가니 내의 환원제 금속과 스칸듐 산화물의 산소교환반응을 모식적으로 나타낸 것이다.
도 2은 본 발명에 따른 스칸듐 합금을 제조하는 제조장치를 보여주는 모식도이다.
도 3은 제1합금 내 환원제 금속의 함량 증가에 따른 스칸듐 함량의 증가를 보여주는 그래프이다.
도 4는 용제 중 CaO의 함량에 따른 합금 중 스칸듐 함량의 감소를 보여주는 그래프이다.

이하, 본 발명에 대하여 보다 구체적으로 설명한다.

본 발명은 스칸듐 합금의 제조방법에 관한 것이다.

또한, 본 발명은 상기 스칸듐 합금의 제조방법에 의해 제조된 스칸듐 합금에 관한 것이다.

나아가, 본 발명은 상기 스칸듐 합금을 제조하는 제조장치에 관한 것이다.

종래의 스칸듐 합금 제조방법은 스칸듐의 높은 산소 친화력으로 인하여 금속화가 어렵고, 공정이 복잡할 뿐만 아니라 기존 공정으로 제조된 합금은 합금 중 스칸듐 농도 및 회수율이 현저히 낮다는 문제점이 있다.

본 발명은 상기 문제를 해결하기 위해 안출된 것으로써, 본 발명에 따른 스칸듐 합금의 제조방법은 제1합금의 환원제 금속 함량을 조절하여 상기 환원제 금속과 융제 내의 스칸듐 산화물의 산소교환반응을 수행하는 비교적 간단한 방법을 통해 스칸듐 합금의 스칸듐 함량을 용이하게 조절할 수 있다. 상기 스칸듐 합금의 제조방법에 의해 제조된 스칸듐 합금은 약 0.5wt% 이상 혹은 0.5 내지 6wt%의 고농축의 스칸듐 함량을 나타낼 수 있다.

이러한, 본 발명에 따른 스칸듐 합금의 제조방법은, 도가니 내에 환원제 금속이 포함된 제1합금 및 스칸듐 산화물을 포함하는 융제를 투입하여 비활성 기체 분위기 하에서 가열하는 단계; 상기 환원제 금속이 포함된 제1합금의 용탕 및 스칸듐 산화물을 포함하는 융제의 용융물을 형성하는 단계; 및 상기 용융물을 주조하여 제2합금을 제조하는 단계를 포함한다.

본 발명에 따른 스칸듐 합금은 스칸듐을 포함하는 합금일 수 있으며, 하나의 예로서 스칸듐 합금은 Al-Sc 합금일 수 있으나, 이에 제한하는 것은 아니다.

본 발명에 따른 스칸듐 합금의 제조방법은, 제1 합금 내의 환원제 금속의 함량에 따라 제2 합금의 스칸듐 함량 비율을 제어할 수 있다.

하나의 예로서, 제1 합금 내의 환원제 금속의 함량이 10wt% 일 경우, 제2 합금의 스칸듐 함량이 1.2 내지 2wt% 혹은 1.3 내지 1.8wt%일 수 있다.

다른 하나의 예로서, 제1 합금 내의 환원제 금속의 함량이 20wt% 일 경우, 제2 합금의 스칸듐 함량이 3 내지 4.5wt%, 3.5 내지 4.3wt% 혹은 3.8 내지 4.1wt%일 수 있다.

본 발명에 따른 스칸듐 합금의 제조방법은, 제1 합금 내 환원제 금속의 함량을 합금 중 환원제 금속의 액상 용해 가능 범위에서 조절함으로써 제조되는 제2 합금 내의 스칸듐 함량을 용이하게 제어할 수 있다.

본 발명에서 환원제 금속은 알칼리 금속 또는 알칼리 토금속일 수 있으며, 구체적으로 상기 환원제 금속은 리튬(Li), 나트륨(Na), 칼륨(K), 루비듐(Rb), 세슘(Cs), 프랑슘(Fr), 베릴륨(Be), 마그네슘(Mg), 칼슘(Ca), 스트론튬(Sr), 바륨(Ba) 및 라듐(Ra)으로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상일 수 있다. 더욱 구체적으로 본 발명에서 환원제 금속은 칼슘(Ca)일 수 있다. 상기 환원제 금속은 반응로 내에서 높은 환원력을 가지고 융제 중으로 혼입될 수 있으며, 이때 융제 중의 스칸듐 산화물과의 산화-환원 반응을 통해 환원된 스칸듐 원소가 제1합금 내에 혼입됨으로써 스칸듐 합금을 용이하게 형성하게 된다.

본 발명에서 환원제 금속이 포함된 제1합금은 2원계 합금(X-M 합금)일 수 있으며, 이때, X는 Al, Si, Mg, Zn, Cu, Zr, Mn 및 Ti 중 어느 하나 이상이고, M은 Ca, Na, K 및 Mg 중 어느 하나 이상일 수 있으며, 이때 상기 2원계 합금(X-M 합금)에서 M은 환원제 금속일 수 있다.

하나의 예로서, 상기 환원제 금속이 포함된 제1합금은 2원계 합금일 경우 Al-Ca 합금일 수 있으나, 이에 제한하는 것은 아니다.

또한, 본 발명에서 환원제 금속이 포함된 합금은 다원계 합금일 수 있으며, 상기 다원계 합금은 Al, Si, Mg, Zn, Cu, Zr, Mn 및 Ti 중 둘 이상을 포함하고, Ca, Na, K 및 Mg 중 어느 하나 이상을 포함할 수 있다.

하나의 예로서, 본 발명에 따른 제1합금은 칼슘이 포함된 합금일 수 있다.

본 발명에서 도가니는 반응로 내에 존재할 수 있으며, 상기 반응로는 비활성 기체의 산소를 제거하기 위한 탈산로를 포함할 수 있다.

본 발명에서 반응로의 분위기를 조절하기 위한 비활성 기체는 아르곤, 헬륨, 질소 및 프레온 가스 중 어느 하나 이상을 포함할 수 있으며, 상기 아르곤, 헬륨, 질소 및 프레온 가스 중 둘 이상의 혼합가스일 수 있다.

상기 비활성 기체는 탈산로에 의해 탈산 처리된 것일 수 있다. 일반적인 스칸듐과 환원제 금속의 경우 원소의 특성상 산소에 강한 친화력을 가지고 있어서, 산소 영향력을 제거시키는 것이 중요하다.

하나의 예로서, 본 발명에서 산소를 제거하기 위해 마그네슘(Mg)을 포함하는 탈산로를 이용하여 산소 영향력을 제거할 수 있으며, 이에 따라 환원제 금속과 스칸듐 산화물의 산화-환원 산소교환반응이 용이하게 이루어질 수 있다.

상기 도가니 내에 환원제 금속이 포함된 제1합금 및 스칸듐 산화물을 포함하는 융제를 투입하여 비활성 기체 분위기 하에서 가열하는 단계에서, 가열 온도는 용융금속의 용융 온도의 융점이상의 온도에서 2000℃이내 일 수 있다. 상기 가열 온도는 제1합금과 융제를 용융시킬 수 있는 온도라면 특별히 제한하는 것은 아니다.

본 발명에서 도가니는 세라믹 도가니일 수 있으며, 상기 세라믹 도가니는 합금화 하는 원소의 종류에 따라 Al₂O₃, MgO, CaO, ZrO₂ 및 Quartz 중 어느 하나 이상을 선택하여 사용될 수 있으나, 세라믹 성분을 포함하는 도가니라면 이에 제한하는 것은 아니다.

상기 세라믹 도가니를 사용할 경우, 스칸듐 합금 제조 시 도가니로부터 합금으로의 타 불순 원소가 혼입되는 것을 방지할 수 있다. 또한, 상기 세라믹 도가니로부터 세라믹 성분인 산화물이 융제로 용해되어 혼입을 하게 되며, 용해된 세라믹 성분은 융제 내의 환원제 금속 산화물의 활동도를 감소시켜, 이에 따라 환원제 금속과 스칸듐 산화물의 산소교환반응을 촉진하는 효과가 있다.

하나의 예로서, 본 발명에서 도가니는 Al₂O₃ 도가니가 사용될 수 있다.

하나의 예로서, 본 발명에 따른 반응로는 물라이트(mullite) 반응로가 사용될 수 있다.

본 발명에서 가열된 도가니 내에서 환원제 금속이 포함된 제1합금의 용탕 및 스칸듐 산화물을 포함하는 융제의 용융물을 형성하게 될 경우 상기 환원제 금속와 스칸듐 산화물의 산소교환반응을 유도하여 스칸듐 합금을 제조하게 된다. 이때, 상기 스칸듐 산화물은 스칸듐 생성의 공급원으로 사용될 수 있으며, 상기 융제는 산소교환반응을 수행 시 스칸듐 산화물 및 환원제 금속 산화물을 액상으로 유지하는 역할을 할 수 있다.

본 발명에서 스칸듐 산화물을 포함하는 융제는 알칼리 금속 또는 알칼리 토금속에 대한 용해도가 있는 융제를 사용할 수 있다.

구체적으로, 상기 스칸듐 산화물을 포함하는 융제는 Sc₂O₃를 포함하고, CaCl₂, CaF₂, LiF, LiCl, KF, KCl, Al₂O_{3 ,} AlF₃ 및 AlCl₃ 중 어느 하나 이상을 포함할 수 있다.

하나의 예로서, 상기 스칸듐 산화물을 포함하는 융제는 Sc₂O₃를 포함하고, CaCl₂, CaF₂, LiF, LiCl, KF, KCl, Al₂O_{3 ,} AlF₃, 및 AlCl₃ 중 어느 하나를 포함하는 2원계 융제일 수 있다. 하나의 예로서, 스칸듐 산화물을 포함하는 융제는 2원계 융제일 경우 Sc₂O₃-CaCl₂융제일 수 있다.

다른 하나의 예로서, 상기 스칸듐 산화물을 포함하는 융제는 Sc₂O₃를 포함하고, CaCl₂, CaF₂, LiF, LiCl, KF, KCl, Al₂O_{3 ,} AlF₃, 및 AlCl₃ 중 둘 이상을 포함하는 다원계 융제일 수 있다.

본 발명에 따른 스칸듐 산화물을 포함하는 융제는 환원제 금속과 스칸듐 산화물과의 산소교환반응 중에 생성되는 환원제 금속 산화물의 활동도를 감소시키는 역할을 할 수 있으며, 이에 따라 환원제 금속의 환원력을 증가시키는 효과가 있다.

또한, 상기 스칸듐 산화물을 포함하는 융제는 합금 중 스칸듐의 농도 조절을 위해 환원제 금속의 산화물(MO)을 더 포함할 수 있는데, 이때 환원제 금속(M)은 알칼리 금속 또는 알칼리 토금속 일 수 있으며, 하나의 예로서, 상기 환원제 금속의 산화물은 CaO일 수 있다.

본 발명의 스칸듐 합금 제조방법에서 상기 용융물을 형성하는 단계는, 환원제 금속과 스칸듐 산화물이 산소교환반응 하는 단계를 포함할 수 있다.

상기 산소교환반응은 예를 들어 하기 반응식 1과 같은 교환반응 메커니즘을 수행할 수 있다.

[반응식 1]

상기 반응식 1에서 M은 환원제 금속을 의미한다.

상기 반응식 1은 액상의 융제와 액상의 환원제 금속이 포함된 제1합금 용탕의 계면에서 일어나는 반응을 거시적인 분자식으로 나타낸 것이다. 본 발명에 따른 제조방법으로 제조된 용융물을 가열하면, 환원제 금속이 포함된 제1합금 중의 환원제 금속과 융제 중의 Sc₂O₃가 산소교환반응을 하여, 생성된 환원제 금속 산화물(MO)은 MO에 대한 용해도가 있는 융제 중으로 혼입되고, 환원을 통해 생성된 스칸듐은 제1합금의 용탕으로 혼입된다. 결과적으로 스칸듐이 포함된 스칸듐 합금이 생성되고 상기의 정반응 진행에 따라 스칸듐 합금 내 스칸듐 함량이 증가하게 된다. 상기 반응이 활발히 일어나도록 하기 위해서 반응이 지속되는 동안 Sc₂O₃의 활동도는 1.0로 유지할 수 있다. 상기 반응으로 환원제 금속은 Sc₂O₃을 환원시키는데 소비되어, 결과적으로 스칸듐 합금 내 환원제 금속의 함량이 감소한다.

하나의 예로서, 도 3에는 제1 합금(Al-Ca) 내의 환원제 금속(Ca)의 함량이 증가함에 따른 스칸듐 합금 내의 스칸듐 함량을 나타내었다. 도 3을 보면, 제1합금 내의 환원제 금속의 함량이 증가할 경우, 스칸듐 합금 내의 환원제 금속의 함량은 최대 1.77 wt% 정도로 나타났으나, 스칸듐의 함량은 제1합금 내의 환원제 금속의 함량이 6~20 wt%일 경우 0.5~4 wt%를 나타내었다.

본 발명에서 산소교환반응 하는 단계는, 환원된 스칸듐이 용탕으로 혼입되어 제2합금의 스칸듐 함량이 증가하는 과정을 포함할 수 있다.

또한, 상기 산소교환반응 하는 단계는, 환원제 금속의 활동도 증가로 인해 제2합금의 스칸듐 함량이 증가하는 과정을 포함할 수 있다.

구체적으로 반응로를 가열하면, 제1합금 중의 환원제 금속이 융제 중의 스칸듐 산화물을 환원시키는 환원제로 쓰여 환원제 금속의 산화물을 형성하게 되며, 상기 환원제 금속의 산화물이 융제 중으로 혼입되고, 스칸듐 산화물은 환원되어 합금 내 스칸듐 함량이 증가하게 된다.

상기 산소교환반응에서, 융제 중의 스칸듐 산화물이 반응이 진행되는 동안 융제 중 포화상태로 스칸듐 산화물의 농도를 유지할 수 있으며, 하나의 예로서, 스칸듐 산화물의 활동도는 1.0인 조건을 유지시킬 수 있다.

또한, 융제 중 초기 환원제 금속의 산화물(MO) 조절을 통해 MO 활동도를 조절함으로써, 합금 중 Sc 활동도를 조절할 수 있다. 즉, 합금 중 Sc 활동도 조절을 통하여 합금 중 Sc 농도를 변화시킬 수 있다.

하나의 예로서, 융제 중 환원제 금속의 산화물로써 CaO를 초기에 첨가할 경우, 융제 내 CaO 분율의 변화가 생성되는 합금 중 Sc 농도에 영향을 미칠 수 있는데, CaO-CaCl₂계 용제에서 CaO 분율이 증가할수록 알루미늄 스칸듐 합금 내 스칸듐 함량이 감소할 수 있다. 즉, 융제 중 초기 CaO 분율의 증가로 인해 CaO 활동도가 증가함에 따라 반응이 억제될 수 있으며, 이로 인하여 제조되는 스칸듐 합금 중 Sc의 함량이 감소할 수 있다. 이러한 용제 중 CaO 분율의 증가로인해 Sc 함량이 감소함을 보여주는 결과를 도 4에 나타내었다.

본 발명은 상기 스칸듐 합금의 제조방법으로 제조된 스칸듐 합금을 제공한다.

본 발명에 따른 스칸듐 합금은, 스칸듐 함량이 높은 고농축 스칸듐 합금일 수 있으며, 예를 들어, 상기 스칸듐 합금 내의 스칸듐 함량은 0.5wt% 이상일 수 있다. 구체적으로 본 발명에 따른 스칸듐 합금의 스칸듐 함량은 0.5 내지 6wt%, 1 내지 5.5wt%, 2 내지 5wt% 혹은 3 내지 4.5wt%일 수 있으나, 이에 제한되지 않으며, 제1 합금의 환원제 금속 함량에 따라 스칸듐 함량은 자유롭게 조절될 수 있다.

본 발명은 상기 환원제 금속과 스칸듐 산화물의 산소교환반응 메커니즘을 통해 종래에 비해 간단한 방법과 저렴한 제조비용으로 고농축의 스칸듐 합금을 제조할 수 있다. 이러한 본 발명의 스칸듐 합금은 기존의 스칸듐 함량이 낮은 합금에 비해 경제적으로 스칸듐 합금 제조 공정에서 용이하게 적용할 수 있다.

이하 본 발명에 따르는 실시예 등을 통해 본 발명을 보다 상세히 설명하나, 본 발명의 범위가 하기 제시된 실시예에 의해 제한되는 것은 아니다.

실시예 : 스칸듐 합금 제조

물라이트(mullite) 반응로 내에 탈산 처리된 아르곤 가스를 약 300sccm 의 유속으로 주입한 후, Al₂O₃도가니 내에 칼슘 함량이 약 20 wt%인 Al-Ca 합금(제1합금)을 2g 투입하고 용탕을 형성하였다. 그런 다음 상기 제조된 용탕에 Sc₂O₃-CaCl₂ 융제를 약 2.6g 투입하고 혼합한 후 1000℃로 가열하여 용융물을 형성하였다. 상기 1000℃로 가열하여 용융하는 과정에서 환원제 금속과 Sc₂O₃는 산소교환반응을 수행하여 환원제 금속이 융제 중으로 혼입되었다. 그런 다음 가열된 용융물을 주형에 넣어 응고시키는 주조단계를 거쳐 제2합금인 스칸듐 합금(Al-Sc 합금)을 제조하였다. 제조된 스칸듐 합금의 스칸듐 함량은 약 4wt% 였다.

도 1은 상기 도가니 내의 산소교환반응을 보여주는 모식도이며, X-M alloy는 제1합금을 의미하고, M은 환원제 금속을 의미한다. 도 1을 참조하면, 제1합금(X-M alloy)과 융제(Sc₂O₃ Contained flux)의 계면에서 환원제 금속과 스칸듐 산화물의 산소교환반응을 수행하는 것을 볼 수 있다.

도 2는 상기 스칸듐 합금을 제조하는 제조장치를 보여주는 모식도이다. 도 2를 참조하면, 가스 주입구(Gas inlet)를 통해 주입된 아르곤 가스는 마그네슘을 포함하는 탈산로(Mg turning)에서 산소가 제거된 후 반응로(Mullite reaction tube)내에 투입되며, 반응로 내의 도가니(Cruible)에는 제1합금(Al Alloay)과 융제(Flux)가 투입되고, 전열선(Kanthal heating element)에 의해 반응로를 가열하게 된다.

실험예 : 제1합금의 환원제 금속 함량에 따른 스칸듐 함량 측정

스칸듐 합금 제조 시에 제1합금 내의 환원제 금속 함량에 따른 스칸듐 함량을 측정하였다.

제1합금 내의 환원제 금속 함량은 약 2.5 내지 23wt%로 조절하면서, 제조된 스칸듐 합금 내의 스칸듐 함량을 측정하였으며, 그 결과는 도 3에 나타내었다.

도 3을 보면, 제1합금 내의 칼슘 함량(wt% of Ca in Al-Ca alloy)이 증가할수록 제조된 스칸듐 합금 내의 스칸듐 함량(Sc in alloy)이 점점 증가하는 것을 볼 수 있으며, 제1합금 내의 칼슘 함량이 약 20wt%일 경우 스칸듐 함량이 약 4wt%로 가장 높은 결과를 보였다. 반면 스칸듐 합금 내의 칼슘 함량은 칼슘과 스칸듐 산화물의 산소교환반응시 다량으로 제거되어 최대 약 1.77wt% 정도의 함량을 보였다.

따라서, 본 발명에 따른 스칸듐 합금의 제조방법은, 제1합금 내의 환원제 금속과 스칸듐 화합물의 산소교환반응을 통해 제조되는 스칸듐 합금의 스칸듐 함량을 증가시킬 수 있음을 확인하였으며, 환원제 금속의 함량 제어를 통해 스칸듐 합금에 포함되는 스칸듐의 농도를 용이하게 조절할 수 있음을 알 수 있었다.

Claims (19)

1. Al₂O₃ 도가니 내에 환원제 금속이 포함된 Al-Ca 합금인 제1합금 및 스칸듐 산화물을 포함하는 Sc₂O₃-CaCl₂ 융제를 투입하여 비활성 기체 분위기 하에서 가열하는 단계;
   상기 제1합금의 용탕 및 상기 융제의 용융물을 형성하는 단계; 및
   상기 용융물을 주조하여 Al-Sc 합금인 제2합금을 제조하는 단계를 포함하며,
   상기 제1합금 내의 환원제 금속인 Ca의 함량은 6 내지 20 wt% 범위이며,
   스칸듐 산화물을 포함하는 Sc₂O₃-CaCl₂ 융제는, 환원제 금속의 산화물(MO)을 더 포함하고,
   환원제 금속(M)은 알칼리 금속 또는 알칼리 토금속인 것을 특징으로 하는 스칸듐 합금의 제조 방법.
   
2. 제 1 항에 있어서,
   제1 합금 내의 환원제 금속의 함량에 따라 제2 합금의 스칸듐 함량 비율을 제어하는 것을 특징으로 하는 스칸듐 합금의 제조방법.
   
3. 제 2 항에 있어서,
   제1 합금 내의 환원제 금속의 함량이 10wt%일 경우, 제2 합금의 스칸듐 함량이 1.2 내지 2wt%인 것을 특징으로 하는 스칸듐 합금의 제조방법.
   
4. 제 2 항에 있어서,
   제1 합금 내의 환원제 금속의 함량이 20wt%일 경우, 제2 합금의 스칸듐 함량이 3 내지 4.5wt%인 것을 특징으로 하는 스칸듐 합금의 제조방법.
   
5. 삭제
6. 삭제
7. 삭제
8. 삭제
9. 제 1 항에 있어서,
   비활성 기체는 아르곤, 헬륨, 질소 및 프레온 가스 중 어느 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 스칸듐 합금의 제조 방법.
   
10. 제 1 항에 있어서,
    비활성 기체는 탈산로에 의해 탈산 처리된 것을 특징으로 하는 스칸듐 합금의 제조 방법.
    
11. 삭제
12. 삭제
13. 삭제
14. 제 1 항에 있어서,
    Al₂O₃ 도가니 내에 환원제 금속이 포함된 Al-Ca 합금인 제1합금 및 스칸듐 산화물을 포함하는 Sc₂O₃-CaCl₂ 융제를 투입하여 비활성 기체 분위기 하에서 가열하는 단계에서, 가열 온도는 용융금속의 용융 온도의 융점이상의 온도에서 2000℃ 이하인 것을 특징으로 하는 스칸듐 합금의 제조 방법.
    
15. 제 1 항에 있어서,
    용융물을 형성하는 단계는,
    환원제 금속과 스칸듐 산화물이 산소교환반응 하는 단계를 포함하는 스칸듐 합금의 제조 방법.
    
16. 제 15 항에 있어서,
    산소교환반응 하는 단계는,
    환원된 스칸듐이 용탕으로 혼입되어 제2합금의 스칸듐 함량이 증가하는 과정을 포함하는 스칸듐 합금의 제조 방법.
    
17. 제 15 항에 있어서,
    산소교환반응 하는 단계는,
    스칸듐 산화물의 활동도를 1.0으로 유지하는 것을 포함하는 스칸듐 합금의 제조 방법.
    
18. 삭제
19. 삭제

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