引言:什么是镁、镁的发现、镁的来源、镁的特点、镁的发展史
镁是一种金属元素,英文名称:magnesium,元素符号Mg,原子序数12,属于元素周期表上的IIA 族碱土元素。镁是银白色、轻质且有延展性的金属。密度为1.74g/cm³,熔点为650℃,沸点为1090℃,化合价+2,电离能7.646 ev。金属镁无磁性,且有良好的热消散性。
生物友好性,镁是维持人体/作物生命活动的必需元素
1828年法国科学家比西(A.A.B.Bussy) 用钾还原熔融氯化镁得金属镁。1833年,英国科学家法拉第(M Faraday)又用电解熔融氯化镁的方法制得金属镁,但在当时镁仍然是实验室的珍品。1886年才在德国开始用后一种方法进行镁的工业生产。中国于20世纪50年代用熔盐电解法开始以工业规模生产镁。
在地壳中的存在形式
镁的提炼
硅热还原法炼镁
电解法炼镁
镁合金的特点
1、重量轻: 镁合金比重在所有结构用合金中属于最轻者,它的比重为铝合金的68%,锌合金的27%,钢铁的27%,它除了做3C产品的外壳、内部结构件外,还是汽车、飞机等零件的优秀材料。
2、比强度高,比刚度高:镁合金的比强度明显高于铝合金和钢,比刚度与铝合金和钢相当,而远远高于工程塑料,为一般塑料的10倍。在不减少零部件的强度下,可减轻铝或铁的零部件的重量。镁合金的比重虽然比塑料重,但是,单位重量的强度和弹性率比塑料高,所以,在同样的强度零部件的情况下,镁合金的零部件能做得比塑料的薄而且轻。
3、减震、消震性能好:在相同载荷下,减振性是铝的100倍,钛合金的300~500倍,比钢高上千倍。减少外部振动对内部精密电子、光学组件的干扰。
4、导热散热性能良好: 一般金属的热传导性是塑料的数百倍,镁合金的热传导性略低于铝合金及铜合金,远高于钛合金。室温下纯镁的热导率为158W/(m·K),Mg-Zn 系和Mg-Mn 系变形镁合金的热导率可达110~ 140W/(m·K),其总体散热性能优于铝合金。 应用范围:在内部产生高温的电脑和投影仪等的外壳和散热部件上使用镁合金。电视机的外壳上使用镁合金可做到无散热孔。
5、电磁波屏蔽性:镁合金的电磁波屏蔽性能比在塑料上电镀屏蔽膜的效果好,因此,使用镁合金可省去电磁波屏蔽膜的电镀工序。无磁性、屏蔽性好的特点。 3C产品的外壳(手机及电脑)要能够提供优越的抗电磁保护作用,而镁合金外壳能够完全吸收频率超过100db的电磁干扰。镁合金压铸壳体代替塑料壳体改善通话质量。
6、工艺性能良好:镁合金比其他金属的切削阻力小,比铝易加工,使加工效率增加延长加工刀具寿命;加工成本低,加工能量仅为铝合金的70%。
7、耐有机物和碱的腐蚀性能好:容易发生腐蚀,兼具强度和降解速率可控的镁合金在石油钻采领域。常规需要做表面处理。但耐有机物和碱的腐蚀性能好。
8、可回收性好:只要花费相当于新料价格的4%,就可将镁合金制品及废料回收利用。
9、具有良好的能源特性:纯镁的理论储氢量高达7.6%,作为电池负极材料使电池具有很高的理论比容量(2.22A·h/g),可作为储氢材料和电池负极材料。
镁的发展史
参考文献:
[1] 根据网络资料进行整理。
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