??稀土元素由于具有獨特的核外電子排布,在冶金、材料領域中有獨特的作用,具有凈化合金溶液、改善合金組織、提高合金室溫及高溫力學性能,增強合金耐蝕性能等功能。稀土鎂合金具有鎂合金的固有優點,同時又具有耐熱強度高、蠕變性能優良的新特點。稀土鎂合金的應用性能優勢,主要體現在耐高溫和高強度方面,通過加入稀土元素合金化,能顯著提高鎂合金的強度和耐熱溫度。隨著社會經濟發展,在軍工領域和民用領域均會有更大拓展。高性能稀土鎂合金以其優異的綜合性能,正被廣泛應用于汽車工業、軌道交通、航空航天、武器裝備、3C 產品和生物醫用植入材料等領域。 1. 高性能稀土鎂合金在軍工方面的應用 鎂合金是減輕武器裝備質量 , 實現武器裝備輕量化,提高武器裝備各項性能的理想結構材料。武器裝備的需要 , 推動了高性能鎂合金材料及應用技術開發的發展。在軍工方面,以稀土金屬釹為主要添加元素的 ZM6 鑄造鎂合金已用于直升機減速機匣、殲擊機翼肋及 30 kW 發電機的轉子引線壓板等重要零件。隨著冶煉和加工技術的進步、價格的降低、武器裝備輕量化要求的日益提高,鎂合金在武器裝備上的應用需求越來越大。 在我國,高性能的稀土鎂合金以前主要應用于航空航天、導彈等軍工領域,近年來,鎂合金及鎂基復合材料已逐步在武器和彈藥上得到成功應用,發展十分迅速。國外鎂合金在武器上應用的典型實例: (1) 美軍正在研制的 21 世紀士兵武器——理想的單兵綜合作戰系統, 計劃用鎂合金做殼體等構件,使質量從 8.17 kg 降到 6.37 kg; (2) 美軍正在研制的先進水平水陸兩棲突擊車,采用鎂合金做殼體,并采用了先進的鎂合金表面防護 技術,經試驗證明,表面性能良好; (3) 國外已將鎂合金用于次口徑脫殼彈軟殼,穿甲彈彈托; (4) 法國 MK50 式反坦克槍榴彈部分零件應用了鎂合金材料,其全彈質量僅為800g; (5) 美國制造的 Racegan扳機等零件采用鎂合金,重量減輕 45%,擊發時間減少66 % 。 2.高性能稀土鎂合金在民品上的應用 民品應用開發方面,在交通工具上廣泛使用鎂合金一直是材料科學家們努力的方向。而稀土鎂合金的應用使產品的開發范圍大大拓寬。 汽車工業需要努力改善有效載荷和提高燃油效益,它的一些結構件都要求有較高的耐熱性能,可在汽車發動機箱體、變速箱殼、舵桿件、氣缸蓋、支撐柱等部件中得到使用。開發耐高溫鎂合金越來越受到人們的重視。在石油化工中,由于鎂對燃料、礦物油和堿等具有很高的化學穩定性,故所開發的阻燃耐蝕稀土鎂合金可用來制造、貯存和運送這類液體的導管、箱體和貯罐。 3.稀土鎂合金在汽車工業中的應用 鎂合金的應用領域十分廣泛,但以前鎂合金的應用遠不及其他金屬材料那樣受到重視。然而目前各國都已制訂了鎂的開發計劃,如鎂已是美國汽車研究委員會 (USCAR) 汽車材料組關注的重點,德國展開了代號為 MADICA 的聯合攻關項目。我國的“十五”計劃已將鎂列為新材料重點開發項目,并已取得一定的成果,如重慶鎂業和山西鎂產業基地已初具規模,長安 ( 汽車 ) 公司已實現單車使用鎂合金 8.5kg,裝車 5 萬輛。東風科技制動系統公司和力勁集團已分別建成年產 630 噸和 3000 噸的鎂合金壓鑄生產線。隨稀土鎂合金技術的進步和制造成本的降低,鎂合金在汽車上的應用將會達到100~150kg,由此造成的汽車減重可達 10%~15%,油耗可減少6%~10%,CO2 排放量減少約 5g/km。 4.稀土鎂合金在軌道交通中的應用 近年來,軌道交通獲得長足發展,通過機車的輕量化以實現機車的高速、重載、降耗成為軌道交通研發的熱點問題之一。稀土鎂合金材料在機車的輕量化方面正發揮著越來越重要的作用。現階段還不能用鎂合金來制造機車的重要承載構件,只能用鎂合金制造非承載構件和車輛內部承載要求不高的零部件。德國西門子公司的 ICE 高速列車和法國 TGV 高速列車已經開始開發應用稀土鎂合金零部件,如座椅、框架等。日本新干線 N700 系列高速列車座椅骨架已經采用稀土鎂合金,包括座椅扶手、底座、背靠等,實現了整車減重,提升了動車組的動力性能,減少了能耗。我國也在大力推進稀土鎂合金在軌道交通中的應用。目前,稀土鎂合金主要用于空調通風口格柵、車窗防護欄桿、座椅安裝型材和地板布安裝型材、臥鋪框架、行李架邊框、內部儀表盤框架等零部件。 5.稀土鎂合金在 3C 產品中的應用 3C產品的輕、薄、短、小化趨勢,使得稀土鎂合金的應用得到推崇。傳統的3C產品外殼大都采用塑料材料(如 PC、ABS、PC/ABS 等),質量雖輕但防電磁波干擾能力不如金屬材質,需做后處理,鎂合金所獨具的輕巧、美觀、電磁屏蔽性能、良好的散熱性、良好的耐腐蝕性、優異的比強度和比剛度、良好的手感等優良特性使其在 3C產品領域的應用快速崛起。目前,IBM、戴爾、蘋果、東芝、松下和索尼等公司生產的筆記本電腦、手機、照相機、攝像機等的外殼廣泛使用稀土壓鑄鎂合金,提高了外殼的強度和剛度,減少了電磁波對人體的輻射。 稀土元素的加入對提高合金的抗氧化和抗蠕變性能等起到了主要作用,為進一步開發高質量鎂合金注入了新的活力。不斷改進完善現有的稀土鎂合金,開發成本低、性能好的新型稀土鎂合金,對鎂合金材料和稀土材料兩大領域的發展都將具有極大的推動作用。???? 聲明:以上所有內容源自各大平臺,版權歸原作者所有,我們對原創作者表示感謝,文章內容僅用來交流信息所用,僅供讀者作為參考,一切解釋權歸鎂途公司所有,如有侵犯您的原創版權請告知,經核實我們會盡快刪除相關內容。 鳴謝:鎂途公司及所有員工誠摯感謝各位朋友對鎂途網站的關注和關心,同時,也誠摯歡迎廣大同仁到網站發帖、投稿,宣傳您的企業、觀點及鎂人鎂事。 |
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