![]() 導(dǎo)言:雖然汽車用途涵蓋了鎂合金的大部分應(yīng)用,但在汽車行業(yè)之外,還有大量值得關(guān)注的應(yīng)用,并且這種應(yīng)用還在繼續(xù)。這些應(yīng)用包括消費電子產(chǎn)品、生物醫(yī)學(xué)應(yīng)用、航空航天應(yīng)用、建筑設(shè)備和手持設(shè)備。這些應(yīng)用中使用的鎂合金由高壓壓鑄、砂型鑄造、半固態(tài)鑄造、擠壓和增材制造等制成。除了輕量化能力之外,這些應(yīng)用中使用的鎂合金的其他一些關(guān)鍵優(yōu)勢包括出色的比熱能力、阻尼性能.阻燃性、電磁干擾屏蔽和強度重量比特性。 航空業(yè) 鎂合金最初的主要用途之一是在飛機的應(yīng)用中,因為鎂在第一次世界大戰(zhàn)和第二次世界大戰(zhàn)期間被廣泛用于飛機的開發(fā)??稻S爾 B-36和平締造者于 1949 年至 1959 年間制造,是有史以來翼展最長的戰(zhàn)斗機,無需加油即可進行洲際飛行,制造時使用了超過5噸的鎂。B-36使用了600公斤以上的鎂鍛造件、5000公斤以上的鎂板材和400公斤以上的鎂鑄造件。
圖1一架西科斯基H-19運輸直升機在美國國家博物館展出。 (資料來源:美國空軍) 在20世紀50年代制造的西科斯基H19運輸直升機的鑄造和板型中也廣泛使用鎂合金(圖1),占飛機總質(zhì)量的17%,以及從20世紀70年代開始至今的西科斯基UH-60黑鷹直升機變速箱殼體的砂鑄件。 此外,鎂合金最近在民用飛機座椅上得到了應(yīng)用。一種新開發(fā)的合金ELEKTERN43,滿足嚴格的易燃性要求,同時最大限度地提高強度,被用于航空結(jié)構(gòu)座椅應(yīng)用,表明顯著減少重量。 生物醫(yī)學(xué) 鎂合金由于其特殊的強度、低密度、生物相容性和可生物降解性而長期以來一直是生物醫(yī)學(xué)應(yīng)用的首選。鎂合金的密度和彈性模量與人體骨骼相似,在骨科恢復(fù)過程中,鎂合金在生理環(huán)境中的腐蝕速率能夠穩(wěn)定和提高骨強度。一些不同的研究人員和公司已經(jīng)開發(fā)了鎂合金植入物和螺絲釘,使用添加劑制造工藝或鋼絲加工工藝,并探索了不同的表面涂層來控制這些應(yīng)用的腐蝕速率(圖2)。在美國,鎂合金在骨科應(yīng)用中的應(yīng)用效果令人滿意。食品和藥物管理局(FDA)最近建立了一個快速開發(fā)和審查程序,以批準此類申請。
圖2一種由鎂鎂合金制成的骨科植入物,旨在為骨折提供臨時固定。 消費電子產(chǎn)品 鎂合金在消費電子市場的應(yīng)用越來越廣泛,包括智能手機、平板電腦和筆記本電腦外殼等。制造技術(shù)的進步使得0.5毫米厚的鎂合金板材能夠進行冷沖壓,而導(dǎo)熱性降低和耐用性提高則帶來了良好的用戶體驗。
圖3新一代T14GG5筆記本電腦的功能是由90%回收鎂和55%回收鋁組成的鍵盤框架。(資料來源:聯(lián)想) 聯(lián)想和 LG 電子均已在其多款不同型號的筆記本電腦外殼中采用了鎂合金。例如,聯(lián)想 ThinkPadT14筆記本電腦的鍵盤框架采用 90%的再生鎂制成(圖3)。這些應(yīng)用的輕量化能力通過創(chuàng)下最輕商用筆記本電腦的多項世界紀錄得到了證明。例如,最輕的 16 英寸筆記本電腦是 2024 LG Gram,重量為 1.36 公斤,比其他商用筆記本電腦輕了近30%。 其他應(yīng)用 鎂合金在其他應(yīng)用中也有廣泛的用途,從建筑設(shè)備到手持式檢測設(shè)備,再到電力和園藝工具。鎂合金除了在這些應(yīng)用中具有輕質(zhì)能力外,還提供阻尼能力、零件加固和電磁干擾屏蔽。 Waygate Technologies為他們的手持式遠程便攜式管道鏡系列開發(fā)了一種一體式鎂鑄件外殼。其中一款配備5.8英寸液晶顯示屏和6.8 Ah鋰離子電池,運行時間為3小時,總重量為2.5千克。 幾種不同的鎂合金鑄件應(yīng)用于林業(yè)機械,包括Stihl MS 400 C-M鏈鋸上的新型輕質(zhì)活塞,該活塞在減輕重量的同時提高了發(fā)動機性能。另一個設(shè)計是MS 261 C-M林業(yè)鏈鋸的曲軸箱。此外,Makita 5007MG 7.25英寸鎂圓鋸的特點是鋸座、鋸片箱和鋸的安全防護裝置采用鎂合金鑄件,從而在輕質(zhì)應(yīng)用中實現(xiàn)出色的平衡,與同類鋸相比重量減輕20%-35%。 未來應(yīng)用 鎂合金應(yīng)用的未來將主要受益于在新開發(fā)中的輕量化能力。鎂合金的應(yīng)用對于航天器的應(yīng)用具有極好的潛力,包括鑄造衛(wèi)星支架和電子底盤組件,預(yù)計重量減少20-30%。鎂合金由于其體積容量和以近15%的質(zhì)量儲存氫的能力,在儲能技術(shù)中的應(yīng)用前景受到了廣泛的研究。 一些研究人員已經(jīng)證明了鎂合金的高效固態(tài)儲氫潛力。然而,需要進一步開發(fā)相關(guān)基礎(chǔ)設(shè)施,以充分發(fā)揮這一潛力。 最后,鎂合金在航空應(yīng)用的新發(fā)展中,如無人駕駛飛行器(即無人駕駛飛行器),有著非常廣闊的前景。(無人機)或電子垂直起降飛機,需要大量使用輕型材料,以最大限度地提高飛行特性。 正如這一概述所表明的,鎂合金在消費電子、生物醫(yī)學(xué)、航空、電力和手持設(shè)備等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用,在氫儲存、航空和其他未來運輸方式方面有著巨大的潛力。 本文編譯自輕金屬時代,編譯和轉(zhuǎn)載旨在促進行業(yè)內(nèi)知識的交流與分享 |