镁合金的发展对我国有重大的战略意义。我国镁矿资源处于世界,发展镁合金有助于缓解我国传统金属矿产的资源危机。镁合金在民用领域的应用,对缓解能源危机、降低污染,特别是提高“中国制造”竞争力有重大的战略意义。
镁合金汽车轮毂:2014年,山西银光镁业的镁合金汽车轮毂销售量比上年增长了三倍,主要是差异化的汽车售后市场。预计2015年会有整车企业应用于电动客车,镁合金轮毂的汽车可节油15%。
镁合金座椅:东风汽车铝合金车身混合动力客车使用了镁合金座椅,用镁型材进行焊接,零件整体减重了25.7%。
镁合金轮椅骨架:生产商是山西省古交市银河镁业有限公司,研发制作镁合金型材深加工产品的企业,主要生产有镁合金轮椅系列、镁合金拐杖、担架、折叠床、桌子等。镁合金轮椅车架通过欧盟认证,出口欧洲市场。
镁合金碱性锅:生产商是北京鼎盛泰来科贸有限公司,镁合金碱性锅重1.3公斤,重量轻,能够中和酸性食物,导热快,为肉类排酸让食物更美味,还能为人体补充镁离子,防治疾病。
镁合金自行车一体轮:生产商是广州镁业金属科技有限公司,已经有国内外自行车厂家批量供货。其优势是稳定性、弹性和减震性都很好,重量轻,低碳环保。
镁合金户外和休闲用品:浙江泰普森已经开始批量生产镁合金材质的系列产品,在全球销售,获得消费者的欢迎。从2014年到现在,采用该类新兴材料生产的产品,出口额已经超过了3000万美元。
镁空气电池:生产商是大连爱镁瑞电池有限公司,镁空气电池使用自来水甚至喝水、污水作为电解液,其自带的LED灯可持续照明90至100小时,一次可为20部智能手机充电。这种镁空气电池已经在四川地震和尼泊尔地震抢险中作为应急电源应用。
镁合金的熔炼铸造工艺与铸锭品质对镁材质量、成品率高低攸攸相关,实践统计证明,镁材缺陷的75%以上都或多或少是由于铸锭带来的。镁合金锭的铸造的铸造工艺有:铁模铸造,水冷模铸造与半连续铸造。前两种工艺现在很少用了,所生产的锭坯还不到总数的5%。半连续铸造法的优点可概括为:
凝固速度快,改善了铸锭组织,减少了成分偏析,提高了锭坯的力学性能。
由于改善了熔铸系统,减少了氧化夹杂及其他非金属夹杂物,金属杂质含量也有所下降,合金纯净得到了很大提高。熔铸设备对MA8合金的纯净度也有一定的影响。
合理的结晶顺序,铸锭的致密度得到提高,锭中心的疏松大幅度地下降。
锭的长度有很大提高,切头、切尾等几何废料的相对量有很大减小。
实现了机械化或甚至半自动化生产,劳动条件得到很大改善,劳动生产率显著提高,产品品质也有很大提高。
当然,尽管半连续铸造法的优点很多,不可避免地也会存在一些不足之处,诸如:
铸锭内部因凝固速度快,会产生很大的内应力,而合金的塑性又不大,因而裂纹倾向性大,废品率比铁模铸造时的大得多,铁模铸造几乎无一裂纹。
由于凝固速度快,有些合金元素如锰会产生较严重的晶内偏析,为了消除这种缺陷,须进行长时间的均匀化退火,因而生产成本上升,而且性能得不到充分的。
由于凝固速度大,液穴内的温度梯度也会相应地上升,虽不利于金属中间化合物颗料的过于长大,但却使它易于产生。
镁合金的是一类前景广宽的功能材料,典型的功能材料为:镁储氢材料、医用镁材、阻尼镁材、镁电池材料、镁阳极材料等。功能镁合金是一类新型的高技术材料,是镁产业的一个新领域,是世界材料工作者关注的重要焦点之一。镁合金是一类可降解新型医用材料,具有的优势和潜力。
在常压与约250℃时镁与H2可形成MgH2,而在低压与重高温度下又能释放氢,因而是一类有效的储氢材料,纯镁的储氢率高达7.6%,即10kg镁中可以储存0.76kg氢,把氢储存在合金中,可以控制释放速度,使用安全性。
镁的电极电位低,具有非常的电化学性能,可以作为一次电池与二次电池的电极,可用于制造各种高容量电池,镁与锂的物理化学性能相似,但镁电池,对环境友好,安全性高、易操作,资源丰富,价格合理,作为电池材料具有的优势。目前商用镍氢电池的储氢材料为LaNi5,储氢量仅约1.4%,比容量约330mAh/g,限制了镍氢电池的应用的推广。上海交通大学通过向LaNi5添加少量Mg,大大提高了其电化学容量,其比容量达到400mAh/g,并有良好的循环稳定性。
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