鎂及鎂合金是迄今在工程中應(yīng)用的最輕的金屬結(jié)構(gòu)材料,和其他金屬相比,鎂及其合金有很多突出的工藝及性能特點(diǎn)。例如,其密度小(僅為鋼的1/4,鋁的2/3),是所有結(jié)構(gòu)金屬中密度最小的一種;在鎂中加入不同的金屬元素能夠形成一系列具有各種性能的合金;熔點(diǎn)低,容易進(jìn)行熱成形,且能耗較低;用作結(jié)構(gòu)件時(shí)質(zhì)量輕、比強(qiáng)度高、減震和抗沖擊性能好、易切削加工、不易老化;有良好的導(dǎo)熱性、無磁、電磁屏蔽能力強(qiáng)、在受到?jīng)_擊和摩擦?xí)r不會(huì)產(chǎn)生火花、陽極氧化著色能力強(qiáng);鎂粉在燃燒時(shí)可放出耀眼的白光并產(chǎn)生大量的熱量;還原性強(qiáng),可用于提取活性金屬等。由于這些特點(diǎn),鎂及其合金很早就得到了應(yīng)用,并且其應(yīng)用范圍由航空航天及軍工領(lǐng)域等傳統(tǒng)行業(yè)逐步擴(kuò)展,廣泛應(yīng)用于冶金工業(yè)、交通運(yùn)輸領(lǐng)域、3C產(chǎn)品、化學(xué)電化學(xué)、醫(yī)藥等行業(yè)。
在航空航天及軍工領(lǐng)域可改善力學(xué)性能及減重
鎂及鎂合金的特點(diǎn)可滿足航空航天等高科技領(lǐng)域?qū)p質(zhì)材料吸噪、減震、防輻射的要求,可大大改善飛行器的氣體動(dòng)力學(xué)性能和明顯減輕結(jié)構(gòu)重量。從20世紀(jì)40年代開始,鎂合金首先在航空航天部門得到了優(yōu)先應(yīng)用。現(xiàn)代戰(zhàn)爭要求遠(yuǎn)程快速部署和武器裝備輕量化,手持式武器、裝甲戰(zhàn)車、運(yùn)輸車、航空制導(dǎo)武器將大量采用輕金屬材料。鎂合金的特性可滿足軍工產(chǎn)品的減重、吸噪、減震、防輻射的要求。
在冶金工業(yè)是重要的添加元素
鎂在冶金工業(yè)中的應(yīng)用主要集中在用作鋁合金添加元素和鋼鐵脫硫。鎂的最大消費(fèi)領(lǐng)域是作鋁合金添加元素。鋼鐵脫硫是另一個(gè)鎂的重要消費(fèi)領(lǐng)域,2002年,世界煉鋼脫硫用鎂5.73萬噸,2005年急增至12.12萬噸,預(yù)計(jì)至2010年,世界脫硫用顆粒鎂用量為18.7萬噸,僅中國的用量就能達(dá)到7萬噸以上。
在交通運(yùn)輸領(lǐng)域減重
鎂在交通運(yùn)輸領(lǐng)域的應(yīng)用包括汽車工業(yè)、摩托車工業(yè)、自行車工業(yè)等。
在3C領(lǐng)域應(yīng)用廣泛
鎂合金具有優(yōu)異的薄壁鑄造性能及良好的比強(qiáng)度、剛度和抗撞能力,能充分滿足3C產(chǎn)品高度集成化、轉(zhuǎn)薄化、微型化、抗摔撞及電磁屏蔽、散熱和環(huán)保要求。因此,當(dāng)前在手機(jī)、筆記本電腦、PDA、CD機(jī)、網(wǎng)盤、數(shù)碼相機(jī)、攝像機(jī)、MP3、便攜DVD、對(duì)講機(jī)等行業(yè),也已經(jīng)掀起了鎂合金外殼及零部件研發(fā)與應(yīng)用熱潮。
化學(xué)工業(yè)被大量使用
在化學(xué)工業(yè)領(lǐng)域,鎂被大量使用在生產(chǎn)復(fù)雜和特種有機(jī)物及金屬有機(jī)物的Grignard工藝中。鎂還被用于生產(chǎn)鎂的烷基(或羥基)和芳基金屬化合物;在潤滑油中用作中和劑;用于氬氣和氫氣的凈化;在真空管道制造中用作吸氣劑;用于生產(chǎn)硼、鋰、鈣的氫化物;用于鍋爐用水的脫氧脫氯劑等等。
在電化學(xué)工業(yè)防腐性能優(yōu)良
鎂在電化學(xué)方面的應(yīng)用包括陰極保護(hù)、制造電池和光刻等。使用鎂犧牲陽極進(jìn)行陰極保護(hù)是一種有效的防止金屬腐蝕的方法,廣泛應(yīng)用于石油管道、天燃?xì)?、煤氣管道和?chǔ)罐;港口、船舶、海底管線、鉆井平臺(tái);機(jī)場、停車場、發(fā)電廠、水處理廠、冶煉廠,以及熱水器、換熱器、蒸發(fā)器、鍋爐等設(shè)備。鎂還用于制造各種電池,包括干電池和蓄電池,例如海水賦能電池;由于其具有良好的耐腐蝕性能和力學(xué)性能并且又耐磨損,故鎂十分適合于制造光刻板。
在醫(yī)藥用鎂
鎂在醫(yī)藥領(lǐng)域的應(yīng)用越來越受重視。在人體細(xì)胞內(nèi),鎂是第二重要的陽離子,它能激活體內(nèi)多種酶抑制神經(jīng)異常興奮,維持核酸結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性,參與體內(nèi)蛋白質(zhì)的合成,防止肌肉收縮及調(diào)節(jié)體溫。近代研究證實(shí),動(dòng)脈硬化、心腦血管病、高血壓、糖尿病、白內(nèi)障,骨質(zhì)疏松等均與缺鎂有關(guān)。
其它領(lǐng)域用鎂多姿多彩
鎂及鎂合金的應(yīng)用還滲透到了許多其它領(lǐng)域。其用量雖然并不是很大,但發(fā)展前景良好,有相當(dāng)大的上升空間,這些領(lǐng)域包括:a)稀土合金用鎂;b)金屬還原用鎂(Ti、Zr);c)有機(jī)化工中間體———用于生產(chǎn)維他命A和E;d)球墨鑄鐵的球化劑,用于汽車行業(yè),改善可鍛性;e)用作火箭燃料、煙火、照明彈、燃燒彈;f)貯氫材料,其價(jià)格低,貯氫量大;g)高純鎂合金的發(fā)展具有耐蝕性;h)MgLi超輕合金、鎂復(fù)合材料的發(fā)展都將會(huì)促進(jìn)鎂的應(yīng)用。i)應(yīng)用與生產(chǎn)鎂的化合物如輕質(zhì)碳酸鎂系列、輕質(zhì)氧化鎂系列、氫氧化鎂系列、鎂鹽。
