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金属镁的用途分析

发布时间:2013-04-13 15:43:50

信息全文:
镁于1774年首次被发现,并以希腊古城Magnesia命名,元素符号为Mg,属周期表中ⅡA族碱土金属元素,相对原子质量为24.305。纯镁的密度为1.738g/cm-3,是轻金属的一种。
镁具有密度低,比强度、比刚度高,阻尼减振降噪能力强、电磁屏蔽性能优异,抗辐射,磨擦时不起火花,热中子捕获截面小,液态成形性能优越,易于回收,符合“21世纪绿色结构材料”。 由于镁具有以上的一系列特性,因此应用十分广泛,几乎遍及各个领域。
一、镁的用用途:
1、 生产难熔金属的还原剂  镁既可作为生产稀有金属Ti、Zr、Hf等的还原剂,也可以做为生产Be、B的还原剂。
2、合金的添加元素  镁的最大用途之一是作为铝合金的合金元素,它可以改善材料的强度和抗腐蚀性能。此外,镁还被添加到压铸锌合金中以改善其力学性能和尺寸稳定性。镁还被用作其它锌产品的组分,包括屋面板、光刻板、生产干电池用的锌板和镀锌浴液等。添加镁,还可使镍、镍铜合金和铜镍锌合金的性能行到很大的改善。
3、球墨铸铁的球化剂  用镁脱除一部分硫和使石墨球化,从而使铸铁的韧性和强度大大提高。
4、镁还被广泛地用于钢脱硫。此外,在生产黄铜和青铜之类的铜合金以及生产镍合金时,镁是十分有用的脱氧剂或“除气剂”。在etterton-Kroll制铅法中,必须将钙与镁结合使用,以便除去铅中的铋。
5、镁还用于生产的链烃基化合物和芳基化合物;在润滑油中用作中和剂;用于氩气和氢气的提纯;在生产真空管的过程中用作“吸收剂”;用于生产氢化硼、氢化锂和氢化钙;对锅炉用水进行去氧和去氯。
6、高贮能材料  镁在常压下,大约523K和H2作用生成Mg H2,在低压或稍高温下又能释放出氢,镁具有贮氢的作用。Mg H2 较一般金属氢化物贮能高,所以镁可以作为高贮能材料。
7、烟火  由于铝含量超过30%的镁铝合金细粉在燃烧时能发出极明亮的折光,故镁的第一个工业用途就是用在照明器制造方面,如用于制造照相机用的闪光灯等。镁粉还被用于制作供夜航摄影用的曳光管、各种焰火、高能燃料和燃烧器。 纯镁的力学性能很低,不能直接用作结构材料,但通过形变硬化、晶粒细化、合金化、热处理、镁合金与陶瓷相的复合等多种方法或这些方法的综合运用,会使镁的力学性能大副改善。
在这些方法中镁的合金化是实际中最基本、最常用和最有效的强化途径。
二、镁合金的用途:
1、镁合金在运输系统的应用
 ⑴航空应用 
从20世纪开始,镁合金就在航空航天领域得到应用。出于镁合金可以大大改善飞行器的气体动力学性能并能明显减轻其结构重量,许多部件用其制作。一般航空用镁合金主要是板材和挤压型材,少部分是铸件。 以稀土金属为主要合金元素的铸造镁合金,可在473~573K长时间使用,非常适合航空应用。我国已开发出ZM3、ZM4、ZM6、ZM9系列稀土镁合金,可用于航空航天领域。目前镁合金在航空的应用领域包括各种民用、军用飞机的民动机零部件、螺旋桨、齿轮箱、支架结构及火箭、导弹和卫星的一些零部件等。随着镁合金生产技术的发展,性能会不断提高,应用范围也会不断扩大。
 ⑵汽车应用 
用镁合金制造汽车零部件,可以显著减轻车重,降低油耗,减少尾气排放量,提高零部件的集成度,提高汽车设计的灵活性等。
现在,全球大气污染的范围越来越广,汽车尾气排放量占了大气污染的65%.随着能源紧缺、环境污染问题日益突出,全世界的汽车制造厂正面临降低尾气排放量和节约能源的压力。通常汽车自重每减轻10%,燃油效率可提高5.5%,废气排放量相应减少。要使车轻量化,有两条途径,一是优化结构设;二是选用轻量化的材料。
铝合金、塑料(树脂基复合材料)、镁合金是目前认为较为理想的三类材料。镁合金压铸在所有压铸合金中最轻,是极竞争力的汽车轻量化材料,在汽车的减重和性能改善中的重要作用受到人们的重视,大量的镁合金零部件被生产出来,以代替塑、铝合金,甚至钢制零件。
镁合金在汽车上的应用可追溯到 20世纪 30年代, 当时大众汽车公司推出 Beetle 汽车, 其发动机和传动系统中镁合金用量只有 18 kg。进入 90年代,镁合金在汽车上的应用大幅增加, 全球以每年约 20%的速度递增。
据预测 , 进入 21世界后, 由于节能和环保的压力 , 全球用于汽车配件的镁合金还将以超过 15%的速度强劲增长。福特汽车公司 AerostarMimi- Vans 牌汽车的中座以及后座( 仅此每年需100 t以上的 AM60镁合金 ) , Ranger 型轻型卡车的离合器体和刹车踏板支撑托架, 通用公司的汽缸盖、滤油器壳体等 10种零件都是镁合金制成的。丰田公司及其附属公司率先使用镁合金制作了汽车方向盘芯、键、制动器壳体、倾倒装置和其它驾驶杆元件,其中方向盘芯采用的是 AM 系合金( 一般为 AM50或 AM60) , 其它几个小部件则采用 AZ91合金。
目前,镁合金已被发达国家广泛用于汽车仪表板、座椅支架、变速箱壳体、方向操纵系统部件、发动机罩盖、车门、框架、发动机缸体等零部件上。比重比铝合
金轻 1/3的镁合金铸件在轿车上的应用更呈大幅度提高之势。
近几年,轿车上镁铸件的应用以每年 20%的高速增长, AudiA6型轿车,每车镁铸件已达 14.2kg,,今后将增至 80kg左右,美国通用和德国皮尔堡生产出了进气歧管镁压铸件,雷诺公司已生产出镁车轮铸件,奥迪公司最早将镁铸件用于仪表盘骨架,奔驰公司最早将镁压铸件用于座椅骨架,而方向盘最早采用镁铸件的是意大利菲亚特公司。1998年,福特公司的 P2000车型所用的车轮镁压铸件重 3.1kg,比钢板冲压车轮轻5kg左右。现在福特公司有六个铸造厂为其供应镁铸件,一年约 12000t,2004年产量达到 45000t。 目前国外一些名牌轿车都积极使用镁合金,有些外观覆盖件也采用了镁合金,奔驰CLK是世界上第一家装有镁合金车门的汽车。
关键词:金属镁用途

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