鎂鋁合金簡介
鎂(magnesium)是最輕的結構金屬。幾種常用結構金屬的 密度（g·cm-3）(20o)如下：
AL Mg Ti Fe Cu
2.70 1.74 4.51 7.87 8.96
可見鎂的密度約分為Al,Ti,Fe,Cu的64%，39%，22%，19%。
性質
由于鎂的密度小，它的 合金也以質輕着稱。例如,20℃時的彈性模量為45Gpa,比鋁(70Gpa)和Ti(120Gpa)的低,但三者的比彈性模量相同(～26Gpa).鎂和鎂合金質量小的特點,使其在交通運輸、航空工業和 航天工業上具有巨大的應用前景。
鎂的熔點為 651℃,沸點為1107℃.鎂的蒸氣壓很高,627℃時為215215.95Pa,727℃時為1037.1Pa,因此鎂铍極易揮發.鎂原子最外層的兩個電子很易失去,是很活潑的金屬.常溫下鎂能與F、CL、BR、I等元素作用生成相應化合物.加熱時鎂能與硫、氮作用生成MgS和Mg3N2。在空氣中鎂會慢慢氧化,失去銀白光澤而變黑.若溫度提高至400℃以上,鎂的氧化速度增快,超過500℃以後氧化速度更快,會着火燃燒,此時會生成 氧化鎂和少量氮化鎂。
鎂燃燒時會發出非常強烈的光亮。鎂的這一特點,頗受人們的青睐.早期就被利用于攝影照明,給人們留下美好的形象和記憶.戰争時期,被用來制造照明彈,把戰場和目标照明得如同白晝。又被用于制造燃燒彈,點燃戰區的物資裝備,殺傷對方有生力量.人們還利用鎂的這一特點,将鎂粉、鋁粉和其它原料制成煙花.每當節慶的夜晚,随着陣陣悅耳響聲,人們可以看到”嫦娥奔月””天女散花”……各種形色的煙花在夜空飛舞,多彩多姿,給人們帶來極大的歡樂。順便提一下,鎂的這種”犧牲自我””樂于助人”精神處處可見。例如它仗着活潑的電化學性質做了犧牲自我的陽極,保護着其它的金屬和設備。它又作為原電池陽極,耗盡了自己,照亮了他人。
由于化學活潑性高,金屬鎂是耐腐蝕性能最差的金屬之一。在酸性、中性和弱堿性溶液中它都會受到腐蝕而變成Mg2+離子.各種類型大氣均會對鎂産生程度不同的腐蝕作用。在幹燥的空氣中,它的表面上形成一層暗淡的的疏松多孔氧化膜,在潮濕大氣中,生成的産物組成大緻為Mgco3·3H2O+Mgso4·7H2o+Mg(OH)2。大氣濕度增加,工為地區和海洋環境的大氣中所含的二氧化硫和氯化物等物質,能加重鎂的腐蝕。鎂中氯化物雜質及鐵雜質也會加速鎂的腐蝕。因此, 工業生産的鎂錠必須鍍膜鈍化,塗油及以蠟紙包複。
鎂簡介
鎂是地球上儲量最豐富的輕金屬元素之一 。鎂在宇宙中含量第八，地殼豐度為2%，海水中含量第三。鎂在自然界分布廣泛，主要以固體礦和液體礦的形式存在。鎂常用作還原劑，去置換钛、锆、鈾、铍等金屬。還用于制造輕金屬合金、球墨鑄鐵、科學儀器和格氏試劑等。也能用于制煙火、閃光粉、鎂鹽、吸氣器、照明彈等。鎂具有輕金屬的各種用途，可作為飛機、導彈的合金材料。
純鎂不适合做結構材料。作為結構材料應用的鎂主要是鎂合金和鋁－鎂合金.全世界約有千種鋁合金牌号,若按化學成份歸類的話,約為300多種。這300多種鋁合金幾乎都含有鎂,其中以鎂作為主要添加劑的鋁－鎂合金(鎂含量最高為10.5%)約為40種。全世界各國鎂合金品牌共有200多種,這些品牌按化學成份可歸為30多種。共中變形鎂合金黃色10多種, 鑄造鎂合金20多種,鑄造鎂合金主要有以下3個體系。
1) 鎂－鋁合金.這種合金自第一次世界大戰被 德國使用以來,成了最廣泛使用的鑄造鎂合金的基礎.大部份含有8%～9%的鋁及少量的鋅(使拉伸性能有某些提高)和錳(改善抗蝕性)
2) 鎂－鋁－ 鋅合金.鎂－鋁合金中加鋅會産生一定的強化作用,其中高含鋅量的合金具有很吸引人的 壓鑄特性.如Mg－8AL－8ZN,具有足夠大的流動性.,可用于壓鑄件,而且流動性和抗蝕性超過傳統鋁－鋅合金。
3) 含锆鎂合金.锆能細化晶粒,改善鎂合金的拉伸性能,提高鎂合金蠕變能力,以滿足航空和航天工業的需要.屬于這一系列的合金有鎂－鋅－锆合金,鎂－稀土－鋅－锆合金,以及鎂－钍系為基和鎂－銀系為基的含ZR合金.這種含稀土金屬和或含钍的合金都可焊.钍也能改善鑄造性能.銀可以進一步提高拉伸性能.一些鑄造鎂合金的性能示于表3.2.
鎂是密排六方晶系的金屬,可以承受的形變量有限(特别是在低溫下).其變形材料主要在300～500℃溫度範圍内通過擠壓、;軋制和壓力鍛造進行生産.變形合金可以按照它們是否含锆而分成兩類.按照變形産品種類可分為三類:1薄闆和厚闆軋制金.如AZ31(Mg-Al-Z系),ZM21(Mg-Zn-Mn系)和ZE10(Mg-Zn-RE系),這三種合金都可焊,後兩種強度較低.LA141A(Mg-Li-Al)等也屬這一類,前面已作詳細介紹.屬于這一類的還有含钍的HK31(Mg-Th-Zr系)以及随後研制的HM21(Mg-Th-Mn等),它們的高溫強度更高.2擠壓合金.這類合金含鋁量大多在1%～8%之間。
鎂合金
鎂合金都具有密度小的特點，特别是某些鎂-锂合金（見前），密度甚至低于1。美英俄等國正在研制含钇鎂合金。一種Mg-8.5Y-1.25Zn-0.5Zr合金，其密度小于1.9g·cm-3 ，抗拉強密度420Mpa， 0.2%屈服強度360Mpa，比現有任何一種變形鎂合金的都高，同高強度鋁合金強度相當。
鎂鋁合金分子式：Mg4Al3分子量：178.22顔色為灰褐色，比重約為2.15g/cm3，熔點463℃，燃燒時産生的溫度達2000℃-3000℃。在煙花生産過程中起着非常重要的還原劑作用，也可作為白光劑和照明劑。
鎂鋁合金是用鎂錠和鋁錠在保護氣體中高溫熔融而成。長期以來關于鎂鋁合金的結構有兩種說法。一種說法是鎂鋁合金是簡單物理混合；另一種說法是鎂鋁合金内部改變了晶體結構，不是簡單的物理混合。
鎂錠和鋁錠在高于1150K時，部分鋁與空氣中的氧氣反應，生成a-Al2O3,氧化鋁的此種晶體化學性質呈惰性，起着屏障、隔離作用。低于1150K時，生在B-Al2O3而這種晶體與酸反應，保護不了内部的鎂鋁合金。
标準的鎂鋁合金中鎂、鋁的含量各約為50%。活性鋁含量的多少對煙花的安全生産和産品的質量有很大的影響。但是現在生産鎂鋁合金的企業多為私營企業，近幾年來鋁錠比鎂錠貴，受利益的驅動，大多未按國标生産。現在鎂鋁合金粉中鋁的含量普遍低于50%，有的鋁含量低到了40%。鎂含量的增加使得鎂鋁合金的性質接近鎂粉的性質，使得煙火藥的撞擊感度、摩擦感度增加，煙火劑更加敏感，從而增加隐患。我們可能以用下面的化學機理來檢驗鎂鋁合金中鋁的含量。
1、鹽酸與鎂鋁合金的反應
Mg+2HCl=MgCl2+H2↑
2Al+6HCl=2AlCl3+3H2↑
2、混合溶液與氫氧化鈉溶液反應（混合溶液中滴幾滴石蕊或酚酞試劑作指示劑，以避免氫氧化鈉過量）
MgCl2+2NaOH=2NaCl+Mg(OH)2↓
AlCl3+3NaOH=3NaCl+Al(OH)3↓
3、過濾、烘幹、稱重，重量為G1克
4、氫氧化鋁與過量的氫氧化鈉反應
Al(OH)3+NaOH=NaAlO2+2H2O
5、未反應的為氫氧化鎂。過濾、烘幹、稱重，重量為G2克
鎂鋁合金的中鋁的含量 Al%=(G1-G2)/G×34.62%
GB150-85規定了鎂鋁合金中鋁的含量的範圍為47-53%，鋁含量低于這個範圍鎂鋁合金容易引起質量事故和安全事故，應慎用。
鎂錠在鎂鋁合金中的應用：鎂鋁合金由鎂錠和鋁錠在保護氣體中高溫熔融而成，其組成有：簡單的物理混合與已改變晶體結構的物理混合兩種說法。
現有應用
鎂合金DVD門蓋闆良好的剛性、尺寸穩定性和導熱性不僅比塑料門蓋闆更為輕薄，同時也避免因受熱引起老化變形而導緻的功能性故障。
更輕更薄的筆記本電腦無一不将鎂合金外殼做為其首選，不僅因為鎂合金有好的強度、剛性和尺寸穩定性，優良的電磁屏蔽性和導熱性更能保護電腦長時間正常穩定地工作。
手機的發展趨勢是越來越薄，越來越輕，大的顯示屏更成為了時尚，鎂合金密度小、強度高、剛性好正符合了其要求，同時優良的電磁屏蔽性也減輕了電磁輻射對人體的傷害。
還有其他的:電動車等行業的應用.
成型原理
将鎂合金粒料吸入料管中，加熱的同時通過螺杆的高速運轉産生觸變現象，射出時以層流的方式充填模具，形成結構緻密的産品。
鎂鋁定位，不是“代替”而是“接替”
近十年來，中國鎂的産量大幅度增長，據統計，2011年中國鎂産量占全球總産量的80%以上，鎂的生産工藝逐步成熟、完善，鎂的應用開發也取得不小進展，在一些應用領域甚至還出現了與鋁競争的現象。這種情況下，以鎂替代鋁的話題也不時付出水面，有段時間甚至甚嚣塵上，一度引起社會的廣泛關注。
那麼鎂在未來能否替代鋁，鎂業分會會長徐晉湘在一次采訪中糾正“替代”概念，他表示，鎂和鋁不存在替代的問題，它倆各自的應用角色與其它材料一樣，都是在曆史發展過程中逐漸形成的，這些角色可能在某些領域的某段時間出現相互轉換，但不是“代替”而是“接替”。從理論上講，任何材料都有其獨有的、别的材料無法替代的性能，人類使用數千年的陶土和木材至今仍不能被别的材料所完全替代，更何況性能極其優越的鋁及鋁合金材料。角色的定位應是在“正視現實”、着眼發展”的辯證基礎上用“兩點論”而不能用“一點論”來定義。
徐會長并談到，從消費量來看，目前全球鋁年産消費量超過5000萬噸，在人類生活的各個領域都得到了廣泛的應用，而全球鎂的産量才有區區的80萬噸，因此用鎂代替鋁是不現實的，也不是鎂業發展追求的方向，但從市場的角度，鎂和鋁在某些領域内即便出現一定競争也是正常的，因鎂及鎂合金材料各自有其獨特的性能優勢。
