山東埃爾派 | 點擊量(liang):0次(ci) | 2019-12-11
鋁鎂合金
鋁鎂(mei)(mei)合(he)金(jin)是合(he)金(jin)中的一種,一般密(mi)(mi)度在1/8g·cm-3左右,鎂(mei)(mei)和(he)鋁的合(he)金(jin)的低(di)密(mi)(mi)度使其比性(xing)(xing)能提(ti)高。鎂(mei)(mei)鋁合(he)金(jin)具有很好(hao)的強度、剛性(xing)(xing)和(he)尺寸穩定性(xing)(xing)。具有強度高,密(mi)(mi)度小(xiao),散熱好(hao)等(deng)優點,廣泛用于電子,汽車,航天等(deng)領域(yu)。
鎂(magnesium)是(shi)最輕的結(jie)構金(jin)屬(shu)。幾種常(chang)用結(jie)構金(jin)屬(shu)的密度(du)(g·cm-3)(20o)如下:AL Mg Ti Fe Cu2.70 1.74 4.51 7.87 8.96可見鎂的密度(du)約分為Al,Ti,Fe,Cu的64%,39%,22%,19%。
鎂(mei)(mei)(mei)(mei)的(de)(de)(de)熔點(dian)為 651℃,沸點(dian)為1107℃。鎂(mei)(mei)(mei)(mei)的(de)(de)(de)蒸(zheng)氣(qi)壓很(hen)(hen)高(gao),627℃時(shi)(shi)(shi)為215215。95Pa,727℃時(shi)(shi)(shi)為1037。1Pa,因此鎂(mei)(mei)(mei)(mei)鈹極易(yi)揮(hui)發。鎂(mei)(mei)(mei)(mei)原子最(zui)外(wai)層(ceng)的(de)(de)(de)兩個電子很(hen)(hen)易(yi)失(shi)去,是很(hen)(hen)活潑的(de)(de)(de)金(jin)屬(shu)。常(chang)溫(wen)(wen)下鎂(mei)(mei)(mei)(mei)能與(yu)(yu)F、CL、BR、I等元素作用生(sheng)成相應化(hua)(hua)(hua)合物。加熱時(shi)(shi)(shi)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)能與(yu)(yu)硫、氮(dan)作用生(sheng)成MgS和Mg3N2。在空氣(qi)中鎂(mei)(mei)(mei)(mei)會(hui)慢慢氧化(hua)(hua)(hua),失(shi)去銀白光(guang)澤(ze)而變黑。若溫(wen)(wen)度(du)提高(gao)至400℃以上,鎂(mei)(mei)(mei)(mei)的(de)(de)(de)氧化(hua)(hua)(hua)速度(du)增快,超過(guo)500℃以后氧化(hua)(hua)(hua)速度(du)更(geng)快,會(hui)著火(huo)燃(ran)燒,此時(shi)(shi)(shi)會(hui)生(sheng)成氧化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)和少量氮(dan)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)。鎂(mei)(mei)(mei)(mei)燃(ran)燒時(shi)(shi)(shi)會(hui)發出(chu)非常(chang)強(qiang)烈的(de)(de)(de)光(guang)亮(liang)。
由于(yu)化(hua)學活潑性(xing)高,金(jin)屬鎂(mei)是(shi)耐腐(fu)(fu)蝕性(xing)能(neng)最差的(de)(de)(de)(de)金(jin)屬之一。在酸性(xing)、中(zhong)(zhong)性(xing)和(he)弱堿性(xing)溶液中(zhong)(zhong)它(ta)都會受到腐(fu)(fu)蝕而變成Mg2+離子。各(ge)種類型大(da)(da)氣(qi)均會對(dui)鎂(mei)產(chan)(chan)生程度不同的(de)(de)(de)(de)腐(fu)(fu)蝕作用。在干燥的(de)(de)(de)(de)空氣(qi)中(zhong)(zhong),它(ta)的(de)(de)(de)(de)表面上形成一層暗淡的(de)(de)(de)(de)的(de)(de)(de)(de)疏松多孔氧化(hua)膜(mo),在潮濕(shi)大(da)(da)氣(qi)中(zhong)(zhong),生成的(de)(de)(de)(de)產(chan)(chan)物組成大(da)(da)致為Mgco3·3H2O+Mgso4·7H2o+Mg(OH)2。大(da)(da)氣(qi)濕(shi)度增(zeng)加,工(gong)為地區(qu)和(he)海洋環境的(de)(de)(de)(de)大(da)(da)氣(qi)中(zhong)(zhong)所含的(de)(de)(de)(de)二(er)氧化(hua)硫和(he)氯(lv)(lv)化(hua)物等(deng)物質(zhi),能(neng)加重鎂(mei)的(de)(de)(de)(de)腐(fu)(fu)蝕。鎂(mei)中(zhong)(zhong)氯(lv)(lv)化(hua)物雜(za)質(zhi)及(ji)鐵雜(za)質(zhi)也(ye)會加速鎂(mei)的(de)(de)(de)(de)腐(fu)(fu)蝕。因此,工(gong)業生產(chan)(chan)的(de)(de)(de)(de)鎂(mei)錠必須鍍膜(mo)鈍化(hua),涂油及(ji)以(yi)蠟紙包覆。
鎂(mei)合金都具有(you)密(mi)度(du)小的(de)特點,特別(bie)是某些(xie)鎂(mei)-鋰合金(見前(qian)),密(mi)度(du)甚(shen)至低于1。美英俄等國正在研(yan)制含釔(yi)鎂(mei)合金。一種(zhong)Mg-8.5Y-1.25Zn-0.5Zr合金,其密(mi)度(du)小于1.9g·cm-3 ,抗(kang)拉強密(mi)度(du)420Mpa, 0.2%屈服(fu)強度(du)360Mpa,比現(xian)有(you)任何一種(zhong)變形鎂(mei)合金的(de)都高,同高強度(du)鋁合金強度(du)相當。
鎂(mei)(mei)鋁(lv)合金分子式:Mg4Al3分子量:178.22顏(yan)色(se)為(wei)(wei)灰褐(he)色(se),比重(zhong)約為(wei)(wei)2.15g/cm3,熔點463℃,燃燒時產生(sheng)的(de)(de)溫度達2000℃-3000℃。在(zai)煙(yan)花生(sheng)產過程中(zhong)起(qi)著非常(chang)重(zhong)要的(de)(de)還原劑(ji)作(zuo)用(yong),也可作(zuo)為(wei)(wei)白光劑(ji)和(he)(he)照(zhao)明(ming)劑(ji)。鎂(mei)(mei)鋁(lv)合金是(shi)用(yong)鎂(mei)(mei)錠(ding)和(he)(he)鋁(lv)錠(ding)在(zai)保護(hu)氣(qi)體(ti)中(zhong)高溫熔融而成。長期(qi)以(yi)來關于鎂(mei)(mei)鋁(lv)合金的(de)(de)結構(gou)有(you)兩種說(shuo)法(fa)。一種說(shuo)法(fa)是(shi)鎂(mei)(mei)鋁(lv)合金是(shi)簡(jian)單(dan)物(wu)(wu)理(li)混合;另(ling)一種說(shuo)法(fa)是(shi)鎂(mei)(mei)鋁(lv)合金內部改變(bian)了晶體(ti)結構(gou),不是(shi)簡(jian)單(dan)的(de)(de)物(wu)(wu)理(li)混合。鎂(mei)(mei)錠(ding)和(he)(he)鋁(lv)錠(ding)在(zai)高于1150K時,部分鋁(lv)與空(kong)氣(qi)中(zhong)的(de)(de)氧氣(qi)反(fan)應,生(sheng)成a-Al2O3,氧化鋁(lv)的(de)(de)此種晶體(ti)化學(xue)性質(zhi)呈惰性,起(qi)著屏(ping)障、隔離作(zuo)用(yong)。低于1150K時,生(sheng)在(zai)B-Al2O3而這種晶體(ti)與酸反(fan)應,保護(hu)不了內部的(de)(de)鎂(mei)(mei)鋁(lv)合金。
標準的(de)(de)(de)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)鋁(lv)(lv)(lv)合(he)金中(zhong)(zhong)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)、鋁(lv)(lv)(lv)的(de)(de)(de)含(han)(han)量(liang)(liang)各約為50%。活性(xing)鋁(lv)(lv)(lv)含(han)(han)量(liang)(liang)的(de)(de)(de)多(duo)(duo)少對煙(yan)花的(de)(de)(de)安全生(sheng)(sheng)產(chan)和(he)(he)產(chan)品的(de)(de)(de)質(zhi)量(liang)(liang)有(you)(you)很大的(de)(de)(de)影(ying)響。但(dan)是生(sheng)(sheng)產(chan)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)鋁(lv)(lv)(lv)合(he)金的(de)(de)(de)企業多(duo)(duo)為私營企業,鋁(lv)(lv)(lv)錠(ding)比鎂(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)錠(ding)貴(gui),受利益(yi)的(de)(de)(de)驅動,大多(duo)(duo)未按(an)國標生(sheng)(sheng)產(chan)。鎂(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)鋁(lv)(lv)(lv)合(he)金粉(fen)(fen)中(zhong)(zhong)鋁(lv)(lv)(lv)的(de)(de)(de)含(han)(han)量(liang)(liang)普遍低于50%,有(you)(you)的(de)(de)(de)鋁(lv)(lv)(lv)含(han)(han)量(liang)(liang)低到了40%。鎂(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)含(han)(han)量(liang)(liang)的(de)(de)(de)增(zeng)(zeng)加使得鎂(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)鋁(lv)(lv)(lv)合(he)金的(de)(de)(de)性(xing)質(zhi)接近鎂(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)粉(fen)(fen)的(de)(de)(de)性(xing)質(zhi),使得煙(yan)火藥的(de)(de)(de)撞擊(ji)感度(du)、摩擦感度(du)增(zeng)(zeng)加,煙(yan)火劑更加敏感,從而增(zeng)(zeng)加隱患。我們可(ke)能以用下面的(de)(de)(de)化學機理來檢驗(yan)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)鋁(lv)(lv)(lv)合(he)金中(zhong)(zhong)鋁(lv)(lv)(lv)的(de)(de)(de)含(han)(han)量(liang)(liang)。鎂(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)錠(ding)在鎂(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)鋁(lv)(lv)(lv)合(he)金中(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)應(ying)用:鎂(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)鋁(lv)(lv)(lv)合(he)金由鎂(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)錠(ding)和(he)(he)鋁(lv)(lv)(lv)錠(ding)在保護(hu)氣(qi)體(ti)(ti)中(zhong)(zhong)高溫(wen)熔融而成,其(qi)組成有(you)(you):簡單(dan)的(de)(de)(de)物(wu)理混合(he)與已改變晶(jing)體(ti)(ti)結(jie)構(gou)的(de)(de)(de)物(wu)理混合(he)兩種說法。
優點
1. 密(mi)度(du)小,鎂(mei)金(jin)屬(shu)是(shi)廣泛應(ying)用的(de)金(jin)屬(shu)中密(mi)度(du)最(zui)小的(de)金(jin)屬(shu),按ρ=1.8g/cm3計算,鎂(mei)合金(jin)比(bi)塑料輕(qing)20%,比(bi)鋁輕(qing)30%。
2. 比強度高,即鎂合金(jin)的(de)強度與質(zhi)量之比高,具有一(yi)定承(cheng)載能力。
3. 散熱性能好(hao),適合散熱要(yao)求(qiu)較(jiao)高的(de)產品。熱傳導率是PP料的(de)100倍。
4. 彈性(xing)(xing)模量小,剛性(xing)(xing)好,長(chang)期(qi)使用不(bu)易(yi)變形,抗震(zhen)力強。
5. 抗電(dian)磁干擾、電(dian)磁屏蔽性好。
6. 色(se)澤(ze)鮮艷(yan)美觀(guan),耐腐(fu)蝕,能(neng)長期保持外觀(guan)質量(liang)。
7. 是環(huan)保型材料,其廢料可以回收利用。
缺點
1. 加工工藝(yi)難度大,熔融的(de)鎂液易燃易爆,壓鑄件成品率低。
2. 集渣包、流道及澆注系統廢料(liao)較(jiao)多(duo),是產品體積的一(yi)倍以上。
3. 國內材料的價格便(bian)宜,但品質較差。
4. 由于電位腐蝕(shi)而必須避免與其它材料(liao)如鋁、鋼(gang)的(de)直接(jie)聯接(jie),這(zhe)使裝配方面產生(sheng)了一(yi)些難度。
鎂鋁合金的應用
電子產品
通常被用(yong)于中(zhong)高(gao)(gao)檔超薄型(xing)或(huo)尺寸較小的(de)(de)(de)(de)(de)筆(bi)(bi)記(ji)本的(de)(de)(de)(de)(de)外(wai)殼(ke)。銀白色(se)(se)的(de)(de)(de)(de)(de)鋁(lv)(lv)鎂(mei)(mei)合(he)金(jin)外(wai)殼(ke)可(ke)使產(chan)品更豪華、美觀,易于上(shang)色(se)(se),并且(qie)可(ke)以通過表面處理工(gong)(gong)藝變成(cheng)個(ge)性化的(de)(de)(de)(de)(de)粉藍色(se)(se)和(he)粉紅色(se)(se),為筆(bi)(bi)記(ji)本電腦(nao)增色(se)(se)不少,這是(shi)工(gong)(gong)程塑料以及碳纖維(wei)所(suo)無法(fa)比擬的(de)(de)(de)(de)(de)。因而鋁(lv)(lv)鎂(mei)(mei)合(he)金(jin)成(cheng)了便攜型(xing)筆(bi)(bi)記(ji)本電腦(nao)的(de)(de)(de)(de)(de)首選(xuan)外(wai)殼(ke)材料,大部(bu)分廠商的(de)(de)(de)(de)(de)筆(bi)(bi)記(ji)本電腦(nao)產(chan)品均采用(yong)了鋁(lv)(lv)鎂(mei)(mei)合(he)金(jin)外(wai)殼(ke)技術(shu)。缺點:鋁(lv)(lv)鎂(mei)(mei)合(he)金(jin)并不是(shi)很堅固耐磨(mo),成(cheng)本較高(gao)(gao),比較昂貴(gui),而且(qie)成(cheng)型(xing)比ABS困難(需要用(yong)沖壓或(huo)者壓鑄工(gong)(gong)藝),所(suo)以筆(bi)(bi)記(ji)本電腦(nao)一(yi)般只把鋁(lv)(lv)鎂(mei)(mei)合(he)金(jin)使用(yong)在頂(ding)蓋上(shang),很少有機(ji)型(xing)用(yong)鋁(lv)(lv)鎂(mei)(mei)合(he)金(jin)來制造整個(ge)機(ji)殼(ke)。
汽(qi)車(che)(che)、摩托車(che)(che)等交通工具零部件
采用(yong)鎂(mei)合(he)金制造汽(qi)(qi)車零部件,可(ke)顯著減輕汽(qi)(qi)車的整體(ti)重量(liang),而汽(qi)(qi)車所用(yong)燃料的大約(yue)60%消耗于汽(qi)(qi)車自重,車重每減輕10%,可(ke)節約(yue)燃料5.5%,因此,國(guo)外(wai)近年來在汽(qi)(qi)車制造中的鎂(mei)合(he)金應用(yong)量(liang)在逐步(bu)增(zeng)長。但我國(guo)在這方面的開發剛剛起步(bu)。
高檔建筑裝飾材(cai)料
由于鎂(mei)(mei)合(he)金(jin)(jin)的(de)(de)許多獨(du)特性能比(bi)鋁合(he)金(jin)(jin)更(geng)優(you)越,因此國(guo)外出現(xian)了采用鎂(mei)(mei)合(he)金(jin)(jin)制造高檔豪華(hua)型建(jian)筑裝(zhuang)飾材(cai)料的(de)(de)趨勢,國(guo)內一些鎂(mei)(mei)合(he)金(jin)(jin)生產廠家(jia)強烈要求開發(fa)鎂(mei)(mei)合(he)金(jin)(jin)型材(cai)的(de)(de)成型加工技術,國(guo)家(jia)科技部也希望盡快開發(fa)這方面的(de)(de)技術,并列為國(guo)家(jia)“十五”攻關項(xiang)目。
其它
其它(ta)如鋁合金(jin)添加劑、鎂犧牲(sheng)陽極(ji)(ji)和型材用(yong)(yong)鎂合金(jin)等。鎂犧牲(sheng)陽極(ji)(ji)作(zuo)為有效的防止(zhi)金(jin)屬腐蝕的方法之(zhi)一,廣泛應用(yong)(yong)于長距離輸(shu)送的地下鐵制管(guan)道(dao)和石油儲罐(guan)。作(zuo)為鎂犧牲(sheng)陽極(ji)(ji)的鎂合金(jin)有3~4萬(wan)噸/年(nian)的市(shi)場需求量(liang),且每年(nian)以20%的速度增長。
鎂(mei)合金(jin)型材(cai)(cai)、管材(cai)(cai),以前(qian)主要用(yong)(yong)于航(hang)空航(hang)天等尖端或(huo)國防領域。由于鎂(mei)合金(jin)生產(chan)能力和(he)(he)技術水平的提(ti)高(gao),其生產(chan)成本已下降到與鋁合金(jin)相(xiang)當(dang)的程度(du),極大(da)地(di)刺激了其在民(min)用(yong)(yong)領域的應(ying)用(yong)(yong),如用(yong)(yong)做自行(xing)車架、輪椅、康(kang)復和(he)(he)醫療器(qi)械及健身器(qi)材(cai)(cai)。
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