文 献 综 述

1.1 镁及镁合金概述

1.1.1 镁及镁合金的性质

镁的密度是1740kg/m³,是一种最轻的结构金属。当体积一定时,镁的重量只有铝的1/1.5,仅为锌的1/4。镁是地壳分布较广的元素之一,约占地壳重量的2.1%。已知的15种矿物中镁化合物占200多种,其中碳酸盐类有:菱镁矿(MgCO₃)、白云石(MgCO₃#12539;CaCO₃);氯化物盐类有:光卤石(KCl#12539;Mg₂Cl₂#12539;6H₂O)等,以白云石分布最广。另外,海水和盐湖水中也含有大量的镁。 镁是一种化学性质活泼的元素,固态镁在潮湿空气中很容易氧化,熔融镁可在空气中强烈燃烧。镁在300℃时开始与氮反应,生成氮化镁。镁在碱性溶液中的溶解速度极慢,但对酸性溶液或酸(氢氟酸与铬酸除外)的抵抗力很弱。是这种分类方法很少见。

镁是一种化学性质活泼的元素,固态镁在潮湿空气中很容易氧化,熔融镁可在空气中强烈燃烧。镁在300℃时开始与氮反应,生成氮化镁。镁在碱性溶液中的溶解速度极慢,但对酸性溶液或酸(氢氟酸与铬酸除外)的抵抗力很弱。

镁能与铝、锌等组成很有工业价值的实用合金,具有很高的比强度与比刚度、有相当高的导热性与导电性、无磁性、并有优异的尺寸稳定性与良好的能量吸收特性,是制造抗振零件的良好材料。由于这些特性,使得镁及镁合金既可以作为一种用途广泛的结构材料,在某些领域中,特别是在航天航空与交通运输工业中,又是一种良好的非结构材料^[1]。

在日益严峻的资源和环境问题的压力下,镁合金以其独特的性能和优良的环境相容性,在交通、3C产业、航空航天以及国防军工等领域具有十分广泛的应用。90年代以来,随着技术和价格两大瓶颈问题的突破,镁的价格已大大低于铝,全球镁合金用量急剧增长。镁合金正在成为继钢铁、铝之后的第三大金属工程材料,被誉为”21世纪绿色工程材料”^[2]。

1.1.2 镁及镁合金的应用

冶金工业部门是镁的最大用户,铝工业(用镁作合金元素)、压铸与钢铁脱硫是消费镁最多的三个用户。

1990年,美国53%的原镁用于制造铝合金,压铸用量占原镁总消费量的15%左右,钢铁脱硫占11%左右。而日本在配制铝合金方面,1990年占73.7%,1991年占74.6%;在压铸方面,1990年占3.96%,1991年升为4.03%^[3]。