㈠ 鑄造鎂合金的鑄造鎂合金的應用和技術進展
90年代以來,在世界范圍內,鎂作為一種迅速崛起的工程金屬材料,每年以15%的速率保持快速增長,遠遠高於鋁、銅、鋅、鎳以及鋼鐵,這在近代工程金屬材料的應用中是前所未有的。以鎂合金壓鑄件為例,根據國際鎂協會(International Magnesium Association)和HydroMagnesium的估計,1991年,在全球鎂合金壓鑄件中,鎂的應用已達到24000t。此後每年以15%—20%的速率穩步增長,及至1997年,已達64 000t。2000年突破100 000t大關。到2008年,可能增加到240000t規模,其中80%是汽車工業的應用 。
1 鑄造鎂合金的應用
1.1 航空航天領域
就航空材料而言,結構減重和結構承載與功能一體化是飛機機體結構材料發展的重要方向。鎂由於其低密度、高比強度的特性使得其很早就在航空工業上得到應用。航空材料減重帶來的經濟效益和性能的改善十分顯著,商用飛機與汽車減重相同重量帶來的燃油費用節省,前者是後者的近100倍。而戰斗機的燃油費用節省又是商用飛機的近10倍,更重要的是其機動性能改善可以極大提高其戰鬥力和生存能力。正因為如此,航空工業才會採取各種措施增加鎂合金的用量。
1.2 軍事領域
鎂合金重量輕、比強度和剛度好、減振性能好、電磁干擾屏蔽能力強等特點能滿足軍工產品對減重、吸噪、減震、防輻射的要求。
1.3 汽車領域
鎂合金用作汽車零部件通常表現為以下優點:
1)提高燃油經濟性綜合標准,降低廢氣排放和燃油成本,據測算,汽車所用燃料的60%消耗於汽車自重,汽車每減重10%,耗油將減少8%-10%;
2)重量減輕可以增加車輛的裝載能力和有效載荷,同時還可改善剎車和加速性能;
3)可以極大改善車輛的噪音、振動現象。
1.4 摩托車領域
50多年來,經過不斷的技術革新,鎂合金在摩托車上的應用也不斷在廣度和深度上進行擴展,應用車型從賽車擴展到運動型摩托、輕便型摩托、概念型摩托,覆蓋歐美日十幾種主要摩托車品牌,鎂合金應用部件涵蓋動力系統,傳動系統以及各種摩托車附件四十餘種,其中僅英國的Dymay輪轂就應用多達400種車型。國內摩托車鎂合金的應用目前尚屬空白,重慶隆鑫率先試制出型號為LXl50的「鎂合金綠色概念摩托車」,在國內引起了廣泛的關注,所採用的12個零部件如今已有3個實現了規模化生產。
1.5 3C領域
3C產品——Computer,Communication,Consum·erElectronicProct(計算機類、通訊類、消費類電子產品)是當今全球發展最快的產業,數字化技術導致了各類數字化產品的不斷涌現。鎂合金3C產品最早出現於日本,1998年,日本廠商開始在各種可攜式商品(如PDA.手機等)採用鎂合金材質,如今運用鎂合金最普遍的3C產品是筆記本電腦,也是由日本Sony公司率先推出的。在3C產品朝著輕、薄、短、小方向發展趨勢的推動下,近年來鎂合金的應用得到了持續增長。
2 鑄造鎂合金的熔煉技術
2.1 鑄造鎂合金液的阻燃技術
2.1.1 熔劑保護法
利用低熔點的化合物在較低的溫度下熔化成液態,在鎂合金液面鋪開,因阻止鎂液與空氣接觸從而起到保護作用。現在普遍使用的熔劑由無水光鹵石(MgCI2—KC)為主,添加一些氟化物、氯化物組成。該劑使用較方便,生產成本低,保護使用效果好,適合於中小企業的生產特點。但是,該劑使用前要重新脫水,使用時會釋放出嗆人的氣味。由於熔劑的密度較大會逐漸下沉,需要不斷添加。使用過程中釋放出大量有害氣體,污染環境、腐蝕廠房嚴重。因此,研究新型的覆蓋、精煉效果好且無公害的鎂合金熔劑是一項重要課題。
2.1.2氣體保護法
氣體保護法是在鎂合金液的表面覆蓋一層惰性氣體或者能與鎂反應生成緻密氧化膜的氣體,從而隔絕空氣中的氧,採用的主要保護氣體是SF6、S02、CO2、Ar、N2等。為了進一步提高保護作用和減少較貴的SF6氣體的用量,國外一般在SF6氣體中混合空氣或其他乾燥氣體如CO:混合氣體保護效果好,但是存在以下問題:
1)污染環境,SF6會產生S02、SF4等有毒氣體,SF6對全球變的作用是CO2的24900倍;
2)設備復雜,需要復雜的混氣裝置和密封裝置;
3)腐蝕設備,顯著降低坩堝使用壽命。
2.1.3 合金化法
過去人們採用在鎂合金中添加鈹元素來提高鎂合金的阻燃性能,但鈹的毒性較大,且加入量過高會引起晶粒粗化和增加熱裂傾向,因此受到添加量的限制。日本學者研究認為,添加一定量的鈣能明顯提高鎂合金的著火點溫度,但是存在著加入量過高,且嚴重惡化鎂合金的力學性能。同時加入鈣和鋯具有阻燃效果。國內研究認為,在鎂合金AZ91D中加入稀土鈰可有效提高鎂合金的起燃溫度。
2.2 鎂合金熔體的變質處理技術
鎂合金熔煉變質的目的是改變鎂合金的組織形態,該工藝對合金的晶粒大小和力學性能有較大的影響,且對鎂液中的氧化夾雜亦有一定影響。研究表明,對於不含Al的鎂合金,採用鋯進行變質處理具有很好的晶粒細化效果,作用原理是Zr發生包晶反應,促進晶粒細化。在Mg—Al類合金中加入合適的碳素材料後,使其與合金液起化學反應生成A1C4,該化合物可以起到外來晶核的作用,促使鎂合金的晶粒細化。在AZ91鎂合金基礎上添加不同含量的混合稀土,對其鑄態和固溶時效的組織及性能也有明顯的效果。
3 鎂合金成形技術
鎂合金成形分為變形和鑄造兩種方法,當前主要使用鑄造成形工藝。鎂合金可以砂型鑄造、消失模鑄造、壓鑄、半固態鑄造等方法成型,近年來發展起來的鎂合金壓鑄新技術有真空壓鑄和充氧壓鑄,前者已成功生產出AM60B鎂合金汽車輪毅和方向盤,後者也己開始用於生產汽車上的鎂合金零件。解決汽車大型和復雜形狀零部件的成形問題是當前進一步開發和改進鎂合金成形加工技術的方向。這里就現在常用的鎂合金鑄造方法作一簡要介紹。
3.1 壓鑄
該方法是將熔化的鎂合金液,高速高壓注入精密的金屬型腔內,使其快速成形。根據把鎂液送入金屬型腔的方式,壓鑄機可分為熱室壓鑄機和冷室壓鑄機兩種。
1)熱室壓鑄機。其壓室直接浸在坩堝內鎂液中,長期處於被加熱狀態,壓射部件裝在坩堝上方。這樣壓鑄每循環一次時,不必特意給壓室供給鎂液,所以生產能快速、連續,易實現自動化。熱室壓鑄機的優點是生產工序簡單,效率高;金屬消耗量少,工藝穩定;壓入型腔的鎂液較干凈,鑄件質量較好;鎂液壓人型腔時流動性好,適於壓薄壁件。但壓室、壓鑄沖頭及坩堝長期浸在鎂液中,影響使用壽命,對這些熱作件材料要求較高。鎂合金熱室壓鑄機更適合生產一些薄壁而外觀要求較高的零件,如手機和掌上電腦外殼等,但由於鎂合金熱室壓鑄機是採用沖頭直接將鎂合金液經過封閉的鵝頸和噴嘴壓人金屬模型腔,因此壓射時增壓壓力較小,一般不適用於汽車、航天航空等大型、壁厚、載荷大的零件。
2)冷室壓鑄機。每次壓射時,先由手工或通過自動定量給料機把鎂液注入壓射套筒內,因而鑄造周期比熱室壓鑄機要長些。冷室壓鑄機的特點是: 壓射壓力高,壓射速度快,所以可以生產薄壁件,也可以是厚壁件,適應范圍寬;壓鑄機可大型化,且合金種類更換容易,也可與鋁合金並用;壓鑄機的消耗品比熱室壓鑄機的便宜。多數情況下,對大型、厚壁、受力和有特殊要求的壓鑄件採用冷室壓鑄機生產。
鎂合金壓鑄時,由於壓射速度高,當鎂液充填到模具型腔時,不可避免會有金屬液紊流及卷氣現象發生,造成工件內部和表面產生孔洞缺陷,因此對於要求高的鑄件,如何提高其成品率是鎂合金壓鑄所面臨的主要問題之一。
3.2 半固態成形技術
鎂合金半固態成形是近年來發展起來的成形技術,可以獲得高緻密度的鎂合金製品,是具競爭力的鎂合金成形方法。半固態成形主要有以下幾種方法。
3.2.1 觸變鑄造
觸變鑄造是將制備的非枝晶組織的棒料定量切割後重新加熱至液固兩相區(固相體積分數為50%—80%),然後再採用壓鑄或模鍛工藝半固態成形,觸變鑄造不使用熔化設備,錠料重新加熱後便於輸送和加熱,易於實現自動化;但是,制備預制坯料需要巨大的投資,而且關鍵技術為國外少數幾家公司所壟斷,導致其成本居高不下,僅適於製造需高強度的關鍵零件。
3.2.2 流變鑄造
流變鑄造採用金屬熔體做原料,冷卻攪拌產生半固態合金漿料後,以管路或容器輸送至壓鑄機直接成形,對於流變鑄造,由於非枝晶半固態合金漿料在保持、狀態控制和輸送等方面存在著困難,在很大程度上限制了其工業應用,從而慢於觸變鑄造工業應用的步伐。隨半固態鑄造技術的進展,觸變鑄造在預制材料均勻性及成本、感應加熱控制及材料消耗、成形過程的可靠性及重復性、廢料回收等方面的限制越來越明顯,其經濟效益很難盡人如意,因此開發流變鑄造再度受到人們的重視,日本日立製作所及UBE都開發出新的流變鑄造工藝及設備。總之,流變鑄造不僅可以低成本生產高質量的成形件,而且生產流程將比觸變鑄造顯著縮短,更易於與傳統壓鑄技術接軌,減少設備投資。顯然,流變鑄造技術將會有更大的應用潛力。
4 高性能鑄造鎂合金的研究進展
4.1 耐熱鎂合金
耐熱性差是阻礙鎂合金廣泛應用的主要原因之一,當溫度升高時,它的強度和抗蠕變性能大幅度下降,使它難以作為關鍵零件(如發動機零件)材料在汽車等工業中得到更廣泛的應用。己開發的耐熱鎂合金中所採用的合金元素主要有稀土元素(RE)和硅(Si)。稀土是用來提高鎂合金耐熱性能的重要元素。含稀土的鎂合金QE22和WE54具有與鋁合金相當的高溫強度,但是稀土合金的高成本是其被廣泛應用的一大阻礙。
Mg—Al—Si(AS)系合金是德國大眾汽車公司開發的壓鑄鎂合金。175 cC時,AS41合金的蠕變強度明顯高於AZ91和AM60合金。但是,AS系鎂合金由於在凝固過程中會形成粗大的漢字狀Mg2Si相,損害了鑄造性能和機械性能。研究發現,微量Ca的添加能夠改善漢字狀MgaSi相的形態,細化Mg2Si顆粒,提高AS系列鎂合金的組織和性能。
4.2 耐蝕鎂合金
鎂合金的耐蝕性問題可通過兩個方面來解決:
1)嚴格限制鎂合金中的Pe、Cu、Ni等雜質元素的含量。例如,高純AZ91HP鎂合金在鹽霧試驗中的耐蝕性大約是AZ91C的100倍,超過了壓鑄鋁合金 A380,比低碳鋼還好得多。
2)對鎂合金進行表面處理。根據不同的耐蝕性要求,可選擇化學表面處理、陽極氧化處理、有機物塗覆、電鍍、化學鍍、熱噴塗等方法處理。例如,經化學鍍的鎂合金,其耐蝕性超過了不銹鋼。
4.3 阻燃鎂合金
鎂合金在熔煉澆鑄過程中容易發生劇烈的氧化燃燒。實踐證明,熔劑保護法和SF6、SO2、CO2、Ar等氣體保護法是行之有效的阻燃方法,但他們在應用中會產生嚴重的環境污染,並使得合金性能降低,設備投資增大。
純鎂中加鈣能夠大大提高鎂液的抗氧化燃燒能力,但是由於添加大量鈣會嚴重惡化鎂合金的機械性能,使這一方法無法應用於生產實踐。
最近,上海交通大學輕合金精密成型國家工程研究中心通過同時加入幾種元素,開發了一種阻燃性能和力學性能均良好的轎車用阻燃鎂合金,成功地進行了轎車變速箱殼蓋的工業試驗,並生產出了手機殼體、MP3殼體等電子產品外殼。
4.4 高強高韌鎂合金
現有鎂合金的常溫強度和塑韌性均有待進一步提高。在Mg—Zn和Mg—Y合金中加人Ca、Zr可顯著細化晶粒,提高其抗拉強度和屈服強度;加入Ag和Th能夠提高Mg—RE—Zr合金的力學性能,如含Ag的QE22A合金具有高室溫拉伸性能和抗蠕變性能,已廣泛用作飛機、導彈的優質鑄件;通過快速凝固粉末冶金、高擠壓比及等通道角擠(ECAE)等方法,可使鎂合金的晶粒處理得很細,從而獲得高強度、高塑性甚至超塑性。
5 我國鑄造鎂合金的應用概況
5.1 生產受技術和裝備的制約
目前我國原鎂產量居世界首位。2000年全國產量約200000t,80%以上作為初級原料低價出口,國內消費20000t左右。其中只有2000t用於桑塔納轎車變速箱殼體,其餘均作為合金制備等一般用途。由於鎂合金的技術裝備和開發應用相對滯後,國內鎂行業表現出嚴重的結構性矛盾。我國有色金屬壓鑄已有相當的基礎,現擁有壓鑄廠點及相關企業總共約3000家,壓鑄機製造廠約有20家,年產壓鑄件300000t。其中鋁壓鑄件佔75.5%,鎂壓鑄件僅佔1%左右。上海乾通汽車附件有限公司為上海桑塔納轎車生產鎂合金壓鑄變速箱外殼已有多年歷史。但總體上看,與發達國家相比我國的壓鑄件綜合質量較差(加工餘量大、廢品率高、合金利用率低、鑄造工藝裝備基礎條件差、環保和能耗問題較嚴重、缺乏專門人才和新工藝新產品開發能力)。致使產品價格較高缺乏競爭力。可以說我們現有的基礎完全不能適應鎂合金產業化的要求。雖然鎂合金從鑄造工藝性看是一種非常適合於壓鑄的金屬材料,但生產實踐表明,鎂合金壓鑄需要很高的技術水平和經驗的積累。總的講鎂合金壓鑄的生產技術水平現在還很低,相對鋁合金壓鑄,鎂合金壓鑄件的質量和產量的穩定性較差、廢品率較高,致使鎂合金產品價格較高,制約了鎂合金產品的推廣應用和新產品的開發。應充分重視實現我國鎂合金產業化過程中相關應用基礎工作的研究和鎂合金專門人才的培養。
5.2 政府高度重視
在「九五」期間科技部已開展了「鎂合金材料在轎車上的應用研究」、「阻燃鎂合金的研製」、「高品質犧牲鎂陽極的研製」等課題的研究。前期投入的研究工作還有鎂合金標準的研究、管理與運行機制創新研究等相關內容。2000年科技部啟動了「鎂合金開發應用及產業化」的前期戰略研究,現該項目已列為國家「十五」重大科技攻關重大專項,正組織力量聯合攻關;在國家「863」計劃中也安排了有關鎂合金新材料、新工藝的研究內容;國家計委也將鎂合金產業化列為今年高新技術產業化示範項目;兵器等軍工集團也開始啟動了相應的研究開發計劃。
5.3 國際合作日益活躍
2001年5月,中國台灣工業研究院一行5人前來祖國大陸考察訪問,並就大陸、香港、台灣地區共同開發鎂合金應用技術達成合作備忘錄;香港生產力促進局也曾就該項目的合作事宜派人來京進行了多次洽談;香港力勁公司與清華大學合作成立了「壓鑄高新技術研究中心」;海峽兩岸及香港已成立鎂合金項目協調小組;清華大學成立了中俄「輕金屬材料」國際合作實驗室;2000年10月組織國內有關專家赴歐洲就鎂合金工業化應用項目進行了考察、調研;中美有關部門也正在積極洽談、溝通;寧夏華源與日本華源公司和日本金屬株式會社還簽署了共同開發耐熱鎂合金的合同書等。
5.4 企業態度非常積極
上海汽車(集團)公司、一汽集團、東風公司、奇瑞、長安、江鈴等汽車企業都在用鎂合金零部件;重慶隆鑫集團和西南鋁業集團公司等單位合資組建的重慶鎂業科技股份有限公司已經開發出了10多種鎂合金摩托車零部件。這些鎂合金零部件累計裝車30多萬輛。其單車用鎂量達5 kS,總減重約3kg。
㈡ 衛生間用木門還是鎂合金門好
衛生間門經常會碰到水,木門久了就會發霉、然後變質,看起來也好舊。所以還是鋁合金門會好點,防潮、耐用什麼的都比木門強。 衛生間的門具備一定的特性,和卧室門不完全一樣的,所以,我們再選擇的時候就需要根據自己的情況進行選擇了,衛生間的門主要具備以下特性: 1.防潮性和防變形性。 2.通透性和私密性。 3.因為位置問題,很多時候不好做開門。 我們一般情況下用衛生間的門因為用料的不同,分成以下三種,現在分別來說說優缺點: 1、塑鋼門 這個門防水性這些是很強的,價格非常的便宜,一般幾十元的都有,100多200算好的了,但是,這種門自身視覺效果檔次非常低,很多小飯館就用這種門,而且很容易變色變形,所以,除非是出租房和實在對美觀沒有什麼要求的裝修,我個人是不推薦使用這種門的。 2、鋁合金門 鋁合金門從滑門上看一般分成2種,一種為天地滑,一種為吊滑,我們在使用過程中大量的顧客選擇了天地滑的,我個人認為這種是不好的,因為天地滑一般是用在衣櫃上,用在房間門上有一個地軌,長期可能被踩到或變形生銹,而且臟東西進入地軌後滑門滑動不靈的,很難把臟東西搞出來,必須洗塵器的。並且天地滑的邊框是很窄的,輕輕用力都是閃的,人如果不小心摔到了是要脫軌的,不一定安全。天地滑一般是算面積的,一般雙滑門3個或多點平方,一般價格在160---1000左右一平方,不過,我們在計算天地滑的時候注意,鋁合金天地滑是沒有門套的,這個廚房衛生間最好還是要有門套,沒有門套一個不美觀,就算和美觀無關最少你門框如何收口?不用多久要壞的,起碼要用其他處理方式收口的。門套價格一般工藝門模壓門從50--80/米,實木門一般80--150。這個一般和卧室門的廠一起做,顏色可以配套而且方便。
㈢ 金屬的種類及用途
金屬的用途
「大地之子」-----鈦
鈦是一種銀白色的金屬,早在1791年,英國科學家威廉姆·格里戈爾在英國密那漢郊區找到這種神奇的元素時,首先發現了這種新元素。過了4年,德國化學家克拉普洛特又從匈牙利布伊尼克的一種紅色礦石中,發現了這種元素,便以希臘神話中的英雄來命名。鈦的意思是「地球的兒子」。鈦的外形很像鋼鐵,但遠比鋼鐵堅硬,且體重只有鐵的一半。在常溫下,鈦可以安然無恙地「躺」在各種強酸、強鹼中;就連最兇猛的酸------ 王水,也不能腐蝕它。有人曾把一塊鈦片扔進大海,經過5年以後取出來,仍然閃閃發亮,沒有半點銹斑。俗話說:「真金不怕火煉」。可是鈦的熔點比黃金還高出 600多攝氏度。正因為鈦的本領非凡,所以有著廣泛用途。現在,鈦是製造飛機、坦克、軍艦、潛艇不可缺少的金屬。在宇宙飛船和導彈中,也大量用鈦代替鋼鐵。鈦與氮、碳結合生成的氮化鈦、碳化鈦,也是非常堅硬的化合物,它們的耐熱本領甚至還比鈦高1倍。這樣堅硬而耐熱的材料,可以代替超級鋼,製造高速切削刀具。鈦的許多特殊性能,還在化工、超聲波和超導技術中得到應用。然而,鈦有個最大的缺點,就是提煉比較困難。這主要是因為鈦在高溫下可以與氧、碳、氮以及其他許多元素化合。所以人們曾把鈦當作「稀有金屬」,其實,鈦的含量約佔地殼重量的6‰,比銅、錫、錳、鋅的總和還要多10多倍。在世界上,我國鈦的儲藏量最多,四川的攀枝花,鈦的儲藏量佔全國90%以上,是世界上罕見的大鈦礦。
鋁的外衣
將銀白色的鋁放在空氣中,沒有多久,便穿上了一件極薄的、近乎透明的白色外衣——氧化膜。
真使人難以相信,鋁的這件外衣,同光彩奪目的紅、藍寶石的主要成分竟是一個東西,都是氧化鋁(A1203)。它們的區別,只是晶體的結構不同。然而,你可別瞧不起鋁的這件貌不驚人的外衣,它對於鋁的使用卻作出了傑出的貢獻哩!
大家都知道,鋼鐵是具有多種寶貴性能的材料。將鋼鐵放在空氣中,也會穿上一件外衣——鐵銹(主要成分是氧化鐵)。可是鋼鐵的這件外衣結構很疏鬆,大氣中的氧、水蒸氣、二氧化碳分子都能穿過這件外衣的無數孔隙,深入到鋼鐵內部,繼續把鋼鐵變成鐵銹,直至整塊鋼鐵都變成無用的「爛鐵」為止。所以,為了保護鋼鐵不被銹蝕,人們常讓鋼鐵製品另外穿上一件保護衣——防銹物質。
鋁的外衣與鋼鐵的外衣不同,它雖然非常薄,但是卻「天衣無縫」,非常緻密。即使把鋁塊拉長、壓扁、扭轉或彎曲,它也不會鬆掉、脫落,仍能牢牢地裹在鋁的表面。氧氣、水蒸氣、二氧化碳分子對它都無可奈何,鑽不過去。
鋁的外衣——氧化鋁不溶於水,熔點高達2050℃。把鋁製品加熱到660℃時,金屬鋁已熔化成為液體,可是氧化鋁仍然覆蓋在液態鋁表面,防止氧氣與鋁接觸。
鋁的外衣稱得上是一副不怕水浸、火燒,能夠保護自己免受大氣腐蝕的盔甲。
但是,鋁的外衣也有關中不足之處:一是天然形成的這件防護衣太薄了,厚度只有萬分之二到萬分之四毫米,一張普通的紙也比它厚五百倍,因此經不起機械的損傷;二是怕酸、怕鹼。如果這件外衣能夠再厚一些,能更堅硬、耐磨損、耐腐蝕,就更好了。
為了使鋁的外衣增厚,人們想到,鋁的外衣——氧化鋁膜,是鍋與空氣中的氧發生氧化反應生成的。如果用比氧具有更強的氧化性物質來和鋁發生氧化反應,那末,生成的氧化鋁膜豈不是可以更厚實一些了嗎?
於是,人們先用磷酸鈉(Na3PO4)、氫氧化鈉(NaOH)、硅酸鈉(Na2SiO3)等溶液洗去鋁製品表面的油污,再讓它在熱水中洗個澡,然後浸在鉻酸鈉(Na2CrO4)、碳酸鈉(Na2CO3)及氫氧化鈉混和液中進行氧化處理。由於鉻酸鈉是一種強氧化劑,鋁的外衣一—氧化鋁膜果然大大增厚了。
在工業上,人們將鋁製品浸在電解質溶液中作陽極,通入直流電使鋁氧化,也生成了較厚的氧化鋁膜。人工加厚的氧化鋁膜比天然形成的厚八十多倍,達0.015—0.017毫米。
有趣的是,人工加厚的鋁製品外衣,還真象人穿的衣服一樣可以染上各種顏色。這樣,鋁製品就不再是一律穿銀白色的外衣了,而是可以穿上金黃、大紅、寶藍、翠綠等五光十色的漂亮衣服。你們看到的逗人喜愛的金黃色筆套、彩色金屬鈕扣、打火機等等鋁製品,它們穿的就是染了色的氧化鋁外衣。
燈泡的化學
當我們輕輕一按開關,亮起書桌上的台燈來溫習時,我們又對這個助手有多少認識呢?
想一想 你知道一個普通燈泡怎樣發光嗎?
燈泡所以能夠發光,是因為電流經過鎢的金屬絲(又稱鎢絲)時產生高熱所引致的。我 們所以選用鎢絲,是因為它是熔點最高的金屬(其熔點為3422oC),在攝氏1000多度的環境下仍舊保持不變,而其他金屬在這環境下早已熔掉了。
鎢和很多金屬一樣,在高溫時很快便會被氧化和燒斷,所以燈泡里不能存有氧氣。但如果抽出所有空氣令燈泡真空,高溫的鎢又很容易蒸發成為氣體,縮減了燈泡的壽命。那怎麼辦呢?為了延長燈泡的壽命,燈泡里會載滿氬這種惰性氣體,並且加了點壓力,以減低蒸發的機會。此外,燈泡里還加點碘,同樣是為了減慢鎢蒸發的速度。這是因為鎢和碘在約1000oC 的環境下會變成碘化鎢,但當碘化鎢再接觸高熱的鎢絲時,又再變回鎢和碘。這樣,便可以使燈泡的壽命延長一點了。
水不能撲救哪些物質造成的火災
當火災發生時,很多人會習慣的用水去滅火,但事實上有些時候卻不能這么做,下面這些著火的情況便不能用水去滅火,否則變成了「火上澆油」。
(1)鹼金屬不能用水撲救。因為水與鹼金屬(如金屬鉀、鈉)作用後能使水分解而生成氫氣和放出大量熱,容易引起爆炸。
(2)碳化鹼金屬、氫化鹼金屬不能用水撲救。如碳化鉀、碳化鈉、碳化鋁和碳化鈣以及氫化鉀、氫化鎂等遇水能發生化學反應,發出大量熱,可能引著火和爆炸。
(3)密度小於水的和不溶水的易燃液體,原則上不可以用水撲救。
(4)熔化的鐵水、鋼水不能用於撲救。因為鐵水、鋼水溫度約在1 600 ℃,而水蒸氣在1 000 ℃以上時便能分解出氫氣和氧氣,有引起爆炸危險。
(5)高壓電器裝置火災,在沒有良好接地設備或沒有切斷電流的情況下,一般不能用水撲救。
鋼鐵和合金
鋼鐵和合金統稱為金屬材料。金屬材料一般利用它們的物理性質,如延展性、硬度、抗拉強度、導熱性、導電性等。有時也利用它們的化學性質,如抗氧化、抗酸鹼性等。除了作導線、儀器儀表的零部件、廚房用具等外,很少用金屬單質,常用的是它們的合金,因為合金的性能和使用價值都比單質高。
通常所指的合金是有色合金的泛稱,如銅合金、鋁合金等。實際上鋼也是合金,普通的鋼材是鐵和碳的合金,所以也叫碳素鋼。鋼里除鐵、碳外,加入其他的元素,就叫合金鋼。另加入一種元素的合金鋼,即是三元合金鋼。如錳鋼、硅鋼(也叫矽鋼,矽是硅過去的中文名稱)等。另外加入兩種或兩種以上元素的叫多元合金鋼。合金鋼還常按用途命名,如工具鋼、高速鋼、不銹鋼等。
我國的鋼鐵工業發展較快,特別是一些大型鋼鐵廠的建成投產,鋼的年產量迅速增加(目前寶鋼的年產量為600萬噸,到1999年可達1000萬噸),1993年已達8688萬噸,居世界第三位。
下面介紹一些重要的鋼種。
在碳素鋼中有一般碳素鋼和優質碳素鋼。前者含碳量在0.4%以下的用作鐵絲、鉚釘、鋼筋等建築材料,含碳量0.4~0.5%的用作車輪、鋼軌等,含碳量 0.5~0.6%的用來製造工具、彈簧等。後者含硫、磷等雜質比一般碳素鋼低,常用作機械零件,在機械製造業中應用最多。
在合金鋼中有錳鋼、硅鋼等。錳鋼一般含錳1.4~1.8%,用於製造汽車、柴油機上的連桿螺栓、半軸、進汽閥和機床的齒輪等。硅鋼是含硅量高的鋼,具有很高的電阻,在電氣工業中有廣泛應用。例如,變壓器用的鋼即是含碳量小於0.02%、含硅3.8~4.5%的硅鋼。
在按用途命名的鋼中,常見的有工具鋼、高速鋼和不銹鋼。
工具鋼是用作車刀、刨刀、銼刀、鋸條、拉絲工具等的合金鋼。常用的有鉻鋁工具鋼(含鉻1.2~1.5%、含鋁1.0~1.5%)、鉻鉬釩工具鋼(含鉻 11~12%、含鉬0.4~0.6%、含釩0.15~0.3%)、鉻錳鉬工具鋼(含鉻0.6~0.9%、含錳1.2~1.6%、含鉬0.15~0.3%)等。
高速鋼也叫鋒鋼,是含鎢的合金鋼,用於製造高速運轉的切削工具。它一般含鎢8.5~19%、含鉻3.8~4.4%、含釩1~4%。
不銹鋼主要指含鉻、鎳的合金鋼,品種很多,常見的有含鉻17~20%、含鎳8~11%。如果再加入鈦(1%左右),鋼的耐酸能力更強。
重要的有色金屬合金中,銅合金較多,下面介紹其中的5種。鋁青銅含銅90~95%、鋁5~10%,用作裝飾品和用具。
青銅含銅67~89%、鋅2~33%、錫0~9%(不含錫的也叫無錫青銅)、鉛0~2%,用作製造機械零件。此外還有特種青銅,如磷青銅、鈹青銅、硅青銅等,具有耐腐蝕、高導電性能,用於儀表工業。
黃銅含銅66~73%、鋅27~34%,常用於製造船舶機械零件。
鋁黃銅含銅68~70%、鋅27~31%、鋁1~3%,用於製造船的推進機翼、舵等。
德國銀含銅45~62%、鋅20~30%、鎳15~18%,呈銀色、硬度高、電阻大,用來製作裝飾品和電熱器。
鋁合金中主要有堅鋁和鋁鎂合金。堅鋁含鋁95.5%、銅3%、錳1%、鎂0.5%,堅硬而輕,用於製造汽車和飛機。
鋁鎂合金含鋁90~94%、鎂6~10%,可製作儀器及天平梁。
易熔合金有鑄字合金、巴比特合金、伍德合金和焊錫等。鑄字合金(也稱活字金)含鉛70%、銻18%、錫10%、銅2%,用於製造鉛字。
巴比特合金含錫70~90%、銻7~24%、銅2~22%,它是包含堅硬晶體的過冷液體,受到壓力時會自動調整而減少磨損,用於製造機械的軸承。
伍德合金含鉍38~50%、鉛25~31%、錫12.5~15%、鎘12.5~16%,熔點低(60~70℃),用於製作汽鍋的安全閥等。
焊錫含鉛67%、錫33%,熔點為275℃,用於熔接金屬。
此外,含鎳60~75%、鐵12~26%、鉻11~15%、錳1~2%的鎳鉻合金,電阻大、耐腐蝕,常用作電熱絲(鎳鉻絲)。
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新型金屬材料
新型金屬材料種類繁多,它們都屬合金。
形狀記憶合金形狀記憶合金是一種新的功能金屬材料,用這種合金做成的金屬絲,即使將它揉成一團,但只要達到某個溫度,它便能在瞬間恢復原來的形狀。形狀記憶合金為什麼能具有這種不可思議的「記憶力」呢?目前的解釋是因這類合金具有馬氏體相變。凡是具有馬氏體相變的合金,將它加熱到相變溫度時,就能從馬氏體結構轉變為奧氏體結構,完全恢復原來的形狀。
最早研究成功的形狀記憶合金是Ni-Ti合金,稱為鎳鈦腦(Nitanon)。它的優點是可靠性強、功能好,但價格高。銅基形狀記憶合金如 Cu-Zn-Al和 Cu-Al-Ni,價格只有Ni-Ti合金的10%,但可靠性差。鐵基形狀記憶合金剛性好,強度高,易加工,價格低,很有開發前途。表7-3列出一些形狀記憶合金及其相變溫度。
形狀記憶合金由於具有特殊的形狀記憶功能,所以被廣泛地用於衛星、航空、生物工程、醫葯、能源和自動化等方面。
在茫茫無際的太空,一架美國載人宇宙飛船,徐徐降落在靜悄悄的月球上。安裝在飛船上的一小團天線,在陽光的照射下迅速展開,伸張成半球狀,開始了自己的工作。是宇航員發出的指令,還是什麼自動化儀器使它展開的呢?都不是。因為這種天線的材料,本身具有奇妙的「記憶能力」,在一定溫度下,又恢復了原來的形狀。
多年來,人們總認為,只有人和某些動物才有「記憶」的能力,非生物是不可能有這種能力的。可是,美國科學家在五十年代初期偶然發現,某些金屬及其合金也具有一種所謂「形狀記憶」的能力。這種新發現,立即引起許多國家科學家的重視。研製出一些形狀記憶合金,廣泛應用於航天、機械、電子儀表和醫療器械上。
為什麼這些合金不「忘記」自己的「原形」呢?原來,這些合金都有一個轉變溫度,在轉變溫度之上,它具有一種組織結構,面在轉變溫度之下,它又具有另一種組織結構。結構不同性能不同,上面提及美國登月宇宙飛船上的自展天線,就是用鎳鈦型合金作成的,它具有形狀記憶的能力。這種合金在轉變溫度之上時,堅硬結實,強度很大;而低於轉變溫度時,它卻十分柔軟,易於冷加工。科學家先把這種合金做成所需的大半球形展開天線,然後冷卻到一定溫度下,使它變軟,再施加壓力,把它彎曲成一個小球,使之在飛船上只佔很小的空間。登上月球後,利用陽光照射的溫度,使天線重新展開,恢復到大半球的形狀。
形狀記憶合金問世以來,引起人們極大的興趣和關注,近年來發現在高分子材料、鐵磁材料和超導材料中也存在形狀記憶效應。對這類形狀記憶材料的研究和開發,將促進機械、電子、自動控制、儀器儀表和機器人等相關學科的發展。
高溫合金渦輪葉片是飛機和太空梭渦輪噴氣發動機的關鍵部件,它在非常嚴酷的環境下運轉。渦輪噴氣發動機工作時,從大氣中吸入空氣,經壓縮後在燃燒室與燃料混合燃燒,然後被壓向渦輪。渦輪葉片和渦輪盤以每分鍾上萬轉的速度高速旋轉,燃氣被噴向尾部並由噴筒噴出,從而產生強大的推力。在組成渦輪的零件中,葉片的工作溫度最高,受力最復雜,也最容易損壞。因此極需新型高溫合金材料來製造葉片。
貯氫合金氫是21世紀要開發的新能源之一。氫能源的優點是發熱值高、沒有污染和資源豐富。貯氫合金是利用金屬或合金與氫形成氫化物而把氫貯存起來。金屬都是密堆積的結構,結構中存在許多四面體和八面體空隙,可以容納半徑較小的氫原子。如鎂系貯氫合金如MgH2,Mg2Ni等;稀土系貯氫合金如LaNi5,為了降低成本,用混合稀土 Mm代替La,推出了MmNiMn, MmNiAl等貯氫合金;鈦系貯氫合金如TiH2,TiMn1.5。貯氫合金用於氫動力汽車的試驗已獲得成功。隨著石油資源逐漸枯竭,氫能源終將代替汽油、柴油驅動汽車,並一勞永逸消除燃燒汽油、柴油產生的污染。
非晶態合金非晶態合金又稱為金屬玻璃,具有拉伸強度大,強度、硬度高,高電阻率、高導磁率、高抗腐蝕性等優異性能。適合做變壓器和電動機的鐵芯材料。採用非晶態合金做鐵芯,效率為97%,比用硅鋼高出10%左右,所以得到推廣應用。此外,非晶態合金在脈沖變壓器、磁放大器、電源變壓器、漏電開關、光磁記錄材料、高速磁泡頭存儲器、磁頭和超大規模集成電路基板等方面均獲得應用。
㈣ 全鋁鎂合金和pc材質哪個好
全鋁鎂合金與PC兩種材質相比,鋁鎂合金會更加的結實,因為鋁鎂合金屬於金屬材質在使用時,不容易出現變形的情況,同時還具有不錯的耐熱,防水等性能即使是在溫差大的環境下也能正常使用,但與PC材料相比價格更高,顏色也比較單一。
㈤ 關於鎂合金和鋁合金比較
這個問題肯定都是相對來說的,既然存在,即有道理,所以肯定是各有各的優缺點。
先說說鋁合金,相對於鎂合金的優點自然是成本低,這裡面也包括一些後處理成本,畢竟發展這么多年了,相對應用普及,例如手機、汽車、建材等等,比鎂合金硬度大,坦白來說,鎂合金主要是由於國內的鎂資源豐富,相對來說國外的鎂資源匱乏,所以國外在鋁合金方面的發展會成熟很多,鎂合金近幾年發展比較大。
至於鎂合金,在手機,自行車,電動工具等等應用很多,因為它的比強度高,質量輕,電磁屏蔽效果好,壓鑄也相對容易,所以優點還是很多的,缺點就是易腐蝕,價格高,後處理工序多等等,中國那麼多的鎂礦,不好好發展鎂業,難道留在那裡當畫看?
總之,一個優點你也能看成缺點,例如鎂合金質量輕,你做出來的東西輕,拿著不是方便么?自行車輕騎得不是快么?但是輕的話,相對來說硬度就會低,隨便碰一碰就變形,這也是問題,所以任何事物都有兩面性,不能一概而論
希望回答對LZ有幫助
㈥ 鎂是用來做什麼的
鎂是一種活潑的金屬,具有比較強的還原性,鎂條燃燒可以生成氧化鎂。 鎂常用做還原劑,去置換鈦、鋯、鈾、鈹等金屬。主要用於製造輕金屬合金、球墨鑄鐵、科學儀器脫硫劑脫氫和格氏試劑,也能用於制煙火、閃光粉、鎂鹽等。結構特性類似於鋁,具有輕金屬的各種用途,可作為飛機、導彈的合金材料。但是鎂在汽油燃點可燃,這限制了它的應用。 鎂是最輕的結構金屬材料之一,又具有比強度和比剛度高、阻尼性和切削性好、易於回收等優點。國內外將鎂合金應用於汽車行業,以減重、節能、降低污染,改善環境。發達國家汽車百公里耗油最終將實現3L目標,歐洲汽車用鎂占鎂總消耗量的14%,預計今後將以15-20%的速度遞增,2005年將達到20萬噸。我國東風、長安等汽車已開始用鎂合金,不久、重慶,成都等地將成為我國汽車用鎂合金研究與開發應用生產基地。 與塑料相比,鎂合金具有重量輕、比強度高、減振性好、熱疲勞性能好、不易老化,又有良好的導熱性、電磁屏蔽能力強、非常好的壓鑄工藝性能,尤其易於回收等優點,是替代鋼鐵、鋁合金和工程塑 料的新一代高性能結構材料。為適應電子、通訊器件高度集成化和輕薄小型化的發展趨勢,鎂合金是交通、電子信息、通訊、計算機、聲像器材、手提工具、電機、林業、紡織、核動力裝置等產品外殼的理想材料。發達國家非常重視鎂合金開發與應用,尤其在汽車零部件、筆記本電腦等便攜電子產品的應用,每年以20%的速度增長,非常引人注目,發展趨勢驚人。 金屬鎂是鋁合金中的主要合金元素,世界年需求量在15萬噸左右,2000年我國鋁合金生產290萬噸,用鎂作合金元素,每年約需1.01萬噸。 隨著汽車工業、石油、天然氣管線、海洋鑽井平台,橋梁建築等領域用高強度低硫鋼的需求不斷增加,近幾年,我國鞍鋼、寶鋼、武鋼、本鋼、包鋼、攀鋼、首鋼等鋼廠已經用鎂粉深脫硫,獲得優質鋼,取得良好效果。鎂粉用於鋼鐵脫硫具有潛在市場。此外,鎂粉還用於製造化工產品、葯品、煙火、信號、照明彈等材料、金屬還原劑、油漆塗料、焊絲以及供球墨鑄鐵用球化劑等。 鎂犧牲陽極作為有效的防止金屬腐蝕的方法之一,可廣泛用在地下鐵制管道、石油管道、儲罐、海上設施、裝備、民用等。 鎂合金型材、管材用作自行車架、輪椅、康復和醫療器械等。 現代戰爭需要軍隊具有遠程快速部署運動的能力,要求武器裝備輕量化,在手持式武器、裝甲戰車、運輸車、航空制導武器上將大量採用輕金屬材料。輕量化是提高武器裝備作戰性能的重要方向。鎂所具有的輕質特性決定了鎂合金是生產航天器、軍用飛機、導彈、高機動性能戰車、船舶的必不可少的結構材料,因此,大力開發鎂合金應用范圍是國防現代化的需要。