钪是稀土元素的一种，是应用于诸多国防军工及高科技领域的不可替代的战略资源。本文首先介绍了钪在新材料领域中的应用，包括在铝钪合金、燃料电池、钪钠卤灯、示踪剂、激光晶体、特种钢和有色合金中的作用，并分析了它们的具体应用领域。

一、钪在新材料中的应用

钪因其自身特殊物理、化学性质，已用于制备铝钪合金、燃料电池、钪钠卤灯、示踪剂、激光晶体等产品，在特种钢铁、有色合金、高性能陶瓷、催化剂等领域有着广阔的应用前景。当前众多应用中，铝钪合金、燃料电池和钪钠卤灯对钪产品的需求量*大。

1、铝钪合金

铝合金中添加微量钪可以大幅提升铝合金的强度、塑韧性、耐高温性能、耐腐蚀性能、焊接性能和抗中子辐照损伤性能，已作为结构材料用于航天、航空、核反应堆等领域，在舰船、高铁列车、轻型汽车等领域也有着广泛的应用前景。

在航天、航空工业中，铝钪合金的应用发展较快。俄罗斯研究的较为系统，且已实现工业化应用。他们已开发出四大系列14个牌号的铝钪合金，四个系列分别为热处理非强化可焊Al-Mg-Sc系合金；热处理强化高强度可焊Al-Zn-Mg-Sc系合金；热处理强化中强和高强可焊Al-Li-Sc系合金；热处理强化高强Al-Zn-Cu-Sc系航空合金。如Al-Li-Sc系合金作为飞机的结构材料，已用于米格-20、米格-29、图-204客机和雅克-36直升机等。国外其他一些国家已在大型民用飞机的承重部件用铝钪合金材料代替其他材料，以提高飞机的综合性能。

在核工业、舰船工业等领域，铝钪合金有较强的抗中子辐照损伤性能，可用于核反应堆的结构件中。因铝钪合金质量轻、刚度高、焊接强度大、低热开裂性、优良的抗疲劳性能在船舶承重件、高速列车结构材料、输油管等方面的应用均具有较大潜力。

2、燃料电池

固体氧化物燃料电池（SolidOxide Fuel Cell，SOFC）是一种电化学发电装置，已用于分布式区域供电，在大规模发电、新能源汽车等领域具有广泛的应用前景。掺杂的氧化锆因其具有优异的化学稳定性和和良好的氧离子电导率，已在SOFC中获得实际应用。氧化钪稳定的氧化锆体系具有较高的电导率，氧离子通过能力较其它金属掺杂的氧化锆体系，提高了1-2倍，可以在相同输出功率条件下缩小体积1/2-2/3。2013年，氧化钪稳定氧化锆燃料电池在美国和日本已经实现了商业化生产及应用。

3、钪钠卤灯

金属卤化物灯（简称金卤灯）是一种新型节能光源，具有高光效、高亮度、高显色、多色调、长寿命的特点，是高强度放电灯中*有竞争力的产品，被称为第三代光源，具有广阔的应用前景。钪钠卤灯是开发的*早的一种，在20世纪80年代初开始大批量的投入生产。

4、示踪剂

示踪剂是指为观察、研究和测量某物质在指定过程中的行为或性质而加入的一种标记物。目前国内外开采油田的主要方式是注水开发，一些能随流体运动的固体颗粒或化学药剂等被广泛应用于油田开发过程中。示踪剂分为三类，化学示踪剂、放射性同位素示踪剂、稳定性同位素示踪剂三种。大自然中稳定存在的钪同位素为45Sc，将钪放在核反应堆中，吸收中子辐射，原子核中多一个中子，形成46Sc，它的半衰期为83.79天。46Sc是人造放射性元素，在自然界中并不存在，可以极为*确地观察、研究和测量油井的地质特征，提高作业效率，还具有用量少、环境及人体危害相对较小的优点。美国2004年开始就将46Sc用于油井示踪剂，取得了极为良好的探测效果。

5、激光晶体

立方晶型的氧化钪具有高折射率、高带宽、高导热率等优异性能，因而作为激光材料受到人们广泛关注。当前钪激光基质晶体主要有Gd3Sc2Ga3O12（GSGG）和Y3Sc2Ga3O12（YSGG）两种，并衍生出掺杂其他稀土元素（例如钕、钇、铒等）多个系列的激光基质晶体。GSGG的优势为效率高，(Nd, Cr) : GSGG是同等条件下Nd : YAG的激光效率的2-4倍。另外，还具有强的抗辐射能力，易于长成大尺寸单晶。钪系列晶体在医学治疗、军事、金属加工、环境研究等领域展现出广阔的应用前景。由于钪的价格、供给稳定性等问题，钪系列晶体的发展稍晚，进入21世纪后，德国、美国和日本才实现了钪晶体的批量化生产并逐步推广应用。

6、特种钢和有色合金

钪的性质与其他稀土元素类似，并且性能更为优越，对于钢铁、有色合金中相关稀土元素的部分替代是完全可行的。钪可以改善合金的强度、硬度、耐热性能、耐腐蚀性能等，在合金领域中的应用前景非常广阔。钪使铸铁中石墨球化的作用比稀土元素更有效，可显著改善铸件性能；钪加到镍、铬和钨基耐热高温合金中，可显著提高其抗氧化性；高铬合金的焊接填料中添加钪，可大幅提高焊缝拉伸强度；钪加到Mg基或Ti基合金中，可使合金有较好的机械、电学、可塑和稳定性能。美国一直高度重视钪在合金领域的研究，研发历程已持续了20多年。