镁合金及其应用前景.doc

材料科学与化学工程学院
《材料科学与工程学科导论》
镁合金及其应用前景

学 号：S314100031
专 业：材料科学与工程
学生姓名：王孝东
任课教师：巫瑞智 教授

2015年4月
镁合金及其应用前景
材料是社会进步的物质基础和先导，是人类进步的里程碑。近 40 年来，科学技术迅速发展，特别是尖端科学技术的突飞猛进，对材料性能提出越来越高、越来越严和越来越多的要求。
但同时随着人类文明的快速进步，金属材料的消耗与日俱增，某些金属矿产资源趋于枯竭。据某些文献报道，有些金属（如铜、铅、锌）矿藏的开采只能维持几十年。有些金属（如铝、铁）也只能维持100-300年。镁是地球上储量最丰富的元素之一，陆地上有白云石，湖泊有盐湖，海洋里也存在大量的镁，可谓取之不尽，用之不竭。而我国的镁工业现在有以下几个优势，第一是镁资源大国，储量居世界首位；第二是 镁生产大国，产量占全球的2/3；第三是出口大国，近年的出口量约占产量的80％-85％。但我国并非镁工业强国，镁工业还处于起步阶段，原镁生产规模小而散，技术与比较落后，品质不够稳定，出口产品绝大多数是廉价的初级原料。
随着各行业特别是航空航天对量轻、性能优异材料的大量需求，镁合金作为其中的一类主要代表，将会得到越来越多的重视。
一．镁
镁在地壳中储量及其丰富，％，在地壳表层储量居第六位。已知的镁矿石多达60余种，其中有工业价值的有菱镁矿、白云石、光卤石等。然而，最主要的资源还是海水。海水中含有丰富的镁，％，，因而海水为人们提供了取之不尽的镁资源。
在大气压下纯镁的晶体结构是密排六方形。，在熔化温度（650℃），。
镁冶金同其它金属冶炼相比是一个比较新的工业门类。它的发展大体经历了金属还原镁的化合物、熔盐电解和热还原三个阶段。
镁的化合物是17世纪末发现的。1695年美国的物理学家葛留在埃蒲荪的矿泉中发现硫酸镁，后来又发现碳酸镁。1755年英国人布拉克正式确定镁元素的存在，1808年英国化学家戴维电解***和MgO的混合物，通过加热驱走了***，分离出单体镁。1828年法国科学家布赛等人开始尝试用钾蒸汽还原氧化镁和还原
***化镁制取金属镁的方法。由于钠和钾还原镁的化合物的方法很不经济，后来很快就被点解法所代替。1830年法拉第第一次用电化学的方法电解熔融***化镁获得了金属镁。电解熔融***化物制取金属镁的方法在19世纪末已出具规模金属镁成了工业金属。直到目前为止，点解法仍然是生产金属镁主要工艺方法之一。
我国镁工业起步较晚，1957年抚顺铝厂镁分厂投产，采用菱镁矿***化制取的MgCl为原料，电解生产金属镁。以后又进行了热法练镁实验研究。近年来，硅热法练镁有了较快发展。
镁冶金的现代方法主要分为两种：一是电解法；二是硅热法。
电解法练镁可分为电解熔融***化镁和点解溶于熔盐中的***化镁。主要有道乌法、阿码克斯法、诺斯克法和氧化镁***化法。
硅热还原法又分为皮江法、波尔扎诺法和码格尼特法三种。我国目前大都采用皮江法。其原料为白云石，还原剂为硅铁，