镁合金的前世今生 干货:超详细的镁合金发展简史
来源:M6平台在线登录  作者:米乐M6网页版官方网站  2022-09-25 03:04:37 | 阅读次数:10

  今天笔者带大家了解的是金属镁,希望对您更深入了解镁的镁及镁合金的前世今生有所帮助!

  目前普遍认为英国人戴维于1808年用钾还原氧化镁制得金属镁。它是一种银白色的轻质碱土金属,化学性质活泼,能与酸反应生成氢气,具有一定的延展性和热消散性。镁元素在自然界广泛分布,是人体的必需元素之一。镁(Magnesium)是一种金属元素,元素符号是Mg。

  备注:据史书记载,我国古代的炼丹家在长期的炼制丹药过程中,发现硝、硫磺和木炭的混合物能够燃烧爆炸,由此诞生了中国古代四大发明之一的火药。至于镁.我想古代中国还没有什么确切的名字吧。至于中国古代制作烟花早于镁发现几百年,有没有发现镁元素这些,等考古学家正名吧。

  再备注:汉弗里·戴维(1778年12月17日-1829年5月29日)是英国化学家。1802年开创了农业化学。1807年用电解法离析出金属钾和钠;1808年分离出金属钙、锶、钡和镁。话说这家伙好厉害啊,据说发现元素最多的科学家,虽然名声有待考证,当然这些都是八卦。

  1828年,法国科学家比西(A.A.Bussy)用还原法从熔融的无水氯化镁得到纯镁。

  1886年,以Bunsen的电解槽为基础,德国建立了首个商业性电解镁厂,镁合金在德国开始工业化生产。

  1910年世界镁产量约10吨/年。1930年德国首次在汽车上运用镁合金73.8Kg,1935年,苏联首次将镁合金用于飞机生产,德国大众用压铸镁合金生产“甲壳虫”汽车发动机传动系统零部件,英国伯明翰首次将镁合金运用到摩托车变速箱壳,到1930年世界镁产量增长到1200吨/年以上。

  二战期间是镁工业的第一个飞速发展期,从1935年开始,德、法、苏、奥、意、美等国分别建立了镁厂,镁产能急剧增加,此期间镁主要用来制造燃烧弹、照明弹、曳光弹、信号弹以及军用装备的零部件。

  1943年世界镁产量达到23万吨。然而,二战结束后,镁需求降低,产量急剧降低,1946年世界镁产量降低到只有2.5万吨/年,镁合金发展进入了低潮期。此时,世界各国开始考虑镁合金在民用工业发展的可能性,镁合金的研发逐渐转向民用。

  直到20世纪90年代,由于欧洲和美国对汽车废气排放量、能源消耗、噪音的限制的进一步升级,减重、提高燃油利用率的高要求迫使各汽车公司发展镁合金。

  自此,世界各国政府高度重视镁合金的研究与开发,美国、日本、德国、澳大利亚等国家相继出台了自己的镁合金研究计划,把镁作为21世纪的重要战略物资,加强了镁合金在计算机、汽车、航空航天、通讯等领域的开发与应用。

  德国1997年由联邦政府出资了2500万马MADICA(MagnesiumDieCasting)镁合金研究开发计划,主要研究快速原型化与工具制造技术、切削加工技术、压铸镁合金工艺、连接技术和半固态成型工艺,并且将镁合金应用在汽车、计算机、航空航天等领域,提高了镁合金的应用能力。

  日本文部科学省也在1999年开始资助“先进镁合金科学技术计划”项目,由长岗科技大学、东京大学、东北大学、国立材料研究所等十多家机构共同完成,目的在于解决未来镁合金的应用问题,研究方向主要有:镁合金结构控制、镁合金表面改性、镁合金生态技术与新型功能材料的开发。

  1992年开始,由于中国采用皮江法炼镁的快速发展,使原镁的价格降低到与铝相当的程度,促使镁合金进入了第二个飞速发展期。

  1995年在国际市场镁价格上涨的拉动下达到了建设高潮,随着皮江炼镁生产工艺不断的改进与完善,中国逐渐走上了符合中国国情的镁工业之路。虽然1996年镁价格下跌,但中国原镁产量一直保持快速的增长势头,我国的纯镁产量从1990年的0.53万吨增加至1999年底的15.7万吨。欧美各大汽车公司以及电子行业对镁合金汽车零部件和电子消费品外壳的研发投入了大量的人力物力和财力,带动了镁合金的研发和应用热潮。2000年世界镁实际产量达到43万吨,其中,中国镁产量达到19.5吨。此时研发和应用的镁合金多为压铸镁合金。

  2017年,我国原镁产量已达到近100万吨,占全球总产量约80%,我国原镁国内消费量首次超过出口量。我国近年来镁产业的重要进展之一就是青海盐湖镁业10万吨金属镁一体化项目全面建成,展现出良好的发展势头。该项目的成功投产,可在一定程度上缓解因硅铁价格波动导致的皮江法原镁价格波动。

  在镁合金产业技术快速发展的同时,镁合金产品开始获得越来越多应用领域的认可。与此同时,镁产业的政策环境也逐渐改善。特别是2016年我国国家领导人视察了青海盐湖金属镁一体化项目,将从国家政策层面有力保障和推动镁产业的健康发展。这些都为世界镁产业的可持续发展创造了良好的成本条件与环境基础。镁合金市场需求量的大幅度增加、镁产业技术的进一步发展和产业政策环境的进一步改善,有望在5-10年内促进镁产业从百万吨级上升到500万吨级以上。

  镁及镁合金作为一种金属,用途非常的重要和广泛!笔者总结了镁及镁合金的八大用途:

  1.镁常用做还原剂,去置换钛、锆、铀、铍等金属。主要用于制造轻金属合金、球墨铸铁、科学仪器和格氏试剂等。也能用于制烟火、闪光粉、镁盐、吸气器、照明弹等。结构特性类似于铝,具有轻金属的各种用途,可作为飞机、导弹的合金材料。

  3.体育用途:在紧张运动几小时前注射镁化合物,或在紧张运动后注射以弥补镁的流失。体操运动员常涂碱式碳酸镁来增加摩擦力。医疗中:如果注射镁盐速度太快,会造成发烧和全身不适。

  4、金属镁能与大多数非金属和酸反应;在高压下能与氢直接合成氢化镁;镁能与卤化烃作用合成格氏试剂,广泛应用于有机合成。镁具有生成配位化合物的明显倾向。

  5、镁是航空工业的重要材料,镁合金用于制造飞机机身、发动机零件等;镁还用来制造照相和光学仪器等;镁及其合金的非结构应用也很广;镁作为一种强还原剂,还用于钛、锆、铍、铀和铪等的生产中。

  6、纯镁的强度小,但镁合金是良好的轻型结构材料,广泛用于空间技术、航空、汽车和仪表等工业部门。一架超音速飞机约有5%的镁合金构件,一枚导弹一般消耗100~200公斤镁合金。镁是其他合金(特别是铝合金)的主要组分,它与其他元素配合能使铝合金热处理强化;球墨铸铁用镁作球化剂;而有些金属(如钛和锆)生产又用镁作还原剂;镁是燃烧弹和照明弹不能缺少的组成物;镁粉是节日烟花必需的原料;镁是核工业上的结构材料或包装材料;镁肥能促使植物对磷的吸收利用,缺镁植物则生长趋于停滞。镁在人民生活中占有重要地位的一种基础材料。

  7、植物用途:镁主要存在于幼嫩器官和组织中,植物成熟时则集中于种子。镁离子在光合和呼吸过程中,可以活化各种磷酸变位酶和磷酸激酶。同样,镁也可以活化DNA和RNA的合成过程。镁是叶绿素的合成成分之一。缺乏镁,叶绿素即不能合成,叶脉仍绿而叶脉之间变黄,有时呈红紫色。若缺镁严重,则形成褐斑坏死。在植物体内以离子或有机物结合的形式存在。镁是叶绿素的组分,也是许多酶的活化剂,在光合磷酸化中是氢离子的主要对应离子。

  镁是人体细胞内的主要阳离子,浓集于线粒体中,仅次于钾和磷,在细胞外液仅次于钠和钙居第三位,是体内多种细胞基本生化反应的必需物质。正常成人身体总镁含量约25g,其中60%~65%存在于骨、齿,27%分布于软组织。镁主要分布于细胞内,细胞外液的镁不超过1%。在钙、维生素C、磷、钠、钾等的代谢上,镁是必要的物质,在神经肌肉的机能正常运作、血糖转化等过程中扮演着重要角色。

  The real voyage of discovery consists not in seeking new landscapes, but in having new eyes。《世界材料科学》将镁列为21世纪最具市场潜力的金属材料之一,中国作为全球原镁供应第一大国,近年来原镁生产规模持续扩张。整体来看,近年来我国原镁行业产能过剩态势明显,数据显示,2020年我国原镁产能达162万吨,产量96.10万吨,产能利用率仅为59.32%。 陕西地区是我国最大的原镁产区,2020年区域产能产量分别为85.0万吨、59.1万吨,占同期国内产能产量比重的52.47%、61.50%。作为新中国80年代学材料的学生,还是做为陕西新成立的材料企业,我们都有责任和使命,去创造镁!分享镁!把我们镁好的东西发扬让全世界看见!