第一篇：鎂合金的優缺點及應用

鎂合金的優缺點及應用

鎂合金是以鎂為原料的高性能輕型結構材料，比重與塑料相近，剛度、強度不亞于鋁，具有較強的抗震、防電磁、導熱、導電等優異性能，并且可以全回收無污染。鎂合金質量輕，其密度只有1.7 kg/m3，是鋁的2/3，鋼的1/4，強度高于鋁合金和鋼，比剛度接近鋁合金和鋼，能夠承受一定的負荷，具有良好的鑄造性和尺寸穩定性，容易加工，廢品率低，具有良好的阻尼系數，減振量大于鋁合金和鑄鐵，非常適合用于汽車的生產中，同時在航空航天、便攜電腦、手機、電器、運動器材等領域有著廣泛的應用空間。

一、鎂合金的優點

1、鎂合金密度小但強度高、剛性好。在現有工程用金屬中，鎂的密度最小，是鋼的1/5，鋅的1/4，鋁的2/3。普通鑄造鎂合金和鑄造鋁合金的剛度相同，因而其比強度明顯高于鋁合金。鎂合金的剛度隨厚度的增加而成立方比增加，故而鎂合金制造剛性好的性能對整體構件的設計十分有利。

2、鎂合金的韌性好、減震性強。鎂合金在受外力作用時，易產生較大的變形。但當受沖擊載荷時，吸收的能量是鋁的1.5倍，因此，很適合應于受沖擊的零件—車輪；鎂合金有很高的阻尼容量，是避免由于振動、噪音而引起工人疲勞等場合的理想材料。

3、鎂合金的熱容量低、凝固速度快、壓鑄性能好。鎂合金是良好的壓鑄材料，它具有很好的流動性和快速凝固率，能生產表面精細、棱角清晰的零件，并能防止過量收縮以保證尺寸公差。由于鎂合金熱容量低，與生產同樣的鋁合金鑄件相比，其生產效率高40%～50%，且鑄件尺寸穩定，精度高，表面光潔度好。

4、鎂合金具有優良的切削加工性。鎂合金是所有常用金屬中較容易加工的材料。加工時可采用較高的切削速度和廉價的切削刀具，工具消耗低。而且不需要磨削和拋光，用切削液就可以得到十分光潔的表面。

5、資源豐富。中國是鎂資源大國，菱鎂礦、白云石礦和鹽湖鎂資源等優質煉鎂原料在中國的儲量十分豐富，為中國的原鎂工業及“下游”產業的蓬勃發展和不斷進步提供了物質保證。進入20世紀90年代以來，隨著改革開放和市場經濟的不斷深入發展，中國鎂工業也有了突飛猛進的發展。2000年全國鎂產量約為200 kt，幾乎占世界鎂產量的40%，位居全球第一。2005年，原鎂產量達到354 kt，原鎂產能接近600 kt，比2004年凈增100kt，同比增長32.1%，占全球鎂產量的2/3，成為中國繼鋁、銅、鉛、鋅之后的第五大有色金屬。

二、鎂合金的缺點

1、易燃性。鎂元素與氧元素具有極大的親和力，其在高溫下甚至還處于固態的情況下，就很容易與空氣中的氧氣發生反應，放出大量熱，且生成的氧化鎂導熱性能不好，熱量不能及時發散，繼而促進了氧化反應的進一步進行，形成了惡性循環，而且氧化鎂疏松多孔，不能有效阻隔空氣中氧的侵入。

2、室溫塑性差。鎂屬于密排六方晶體結構，其在室溫下只有1個滑移面和3個滑移系，因此它的塑性變形主要依賴于滑移與孿生的協調動作，但鎂晶體中的滑移僅發生在滑移面與拉力方向相傾斜的某些晶體內，因而滑移的過程將會受到極大地限制，而且在這種取向下孿生很難發生，所以晶體很快就會出現脆性斷裂。在溫度超過250℃時，鎂晶體中的附加滑移面開始起作用，塑性變形能力變強。

3、耐蝕性差。鎂具有很高的化學活潑性，其平衡電位很低，與不同類金屬接觸時易發生電偶腐蝕，并充當陽極作用。在室溫下，鎂表面與空氣中的氧發生反應，形成氧化鎂薄膜，但由于氧化鎂薄膜比較疏松，其致密系數僅為0.79，即鎂氧化后生成氧化鎂的體積縮小，因此耐蝕性很差。

三、鎂合金應用及發展現狀

全球鎂合金的需求年均增長達到10% 左右，西方鎂合金的市場需求增長率達到了15% 以上，未來鎂合金的市場需求將呈現快速增長的趨勢。鎂合金主要應用于汽車、3C、航空航天領域，其中應用于汽車產業（70%）、3C行業（20%）、軍事和航空航天（10%）。

1、國外鎂合金應用發展現狀

國外對于鎂及其合金的研究開發較早，到目前鎂及其合金材料的開發應用已進入相對比較成熟的階段。其中北美是目前鎂及其合金材料用量最多的地區，而歐洲鎂及鎂合金產業的發展速度也增長迅速。但比較來看，國外不同國家和地區對于鎂及其合金材料的開發應用仍然存在較大的差異，其中表現突出的仍然集中在德國、俄羅斯、美國、加拿大、日本等對鎂合金研究開發較早的國家。具體應用主要集中在以下幾個方面：

鎂合金在汽車工業中的應用

鎂合金在汽車上的應用已經有許多年的歷史，從20 世紀20年代開始，鎂制零件就開始在賽車上應用。到了20 世紀90 年代，鎂合金發展迅速，各國相繼出臺了鎂研究計劃，開展了大型的“產、學、研”聯合攻關項目和計劃。德國政府制訂了一個投資2500 萬德國馬克的鎂合金研究開發計劃，主要研究壓鑄合金工藝，快速原型化與工具制造技術和半固態成型工藝，以提高德國在鎂合金應用方面的能力；1993 年歐洲汽車制造商提出“3 L 汽油轎車”的新概念，美國也提出了“PNGV”（新一代交通工具）的合作計劃，其目標是生產出消費者可承受的每百公里耗油3 L 的轎車，且整車至少80％以上的部件可以回收，這些要求迫使汽車制造商采用更多高新技術，生產重量輕、耗油少、符合環保要求的新一代汽車，因此除汽車輪轂外，鎂合金還被廣泛應用于增壓器轉子、發動機傳動箱體、風扇、發動機零件、整體座椅系統、儀表板整體框架、方向盤、草坪機底盤等其他零部件。

國際國內對于鎂合金在汽車上的應用的研究不斷發展，應用領域不斷擴大，應用的量也相應增加。目前全球汽車平均每輛用鎂合金4~5 kg，根據西方汽車工業界的展望，在未來二十年里，平均每輛汽車上的鎂合金用量將達到100~120 kg，將比目前增長50 倍以上，屆時僅用于汽車的鎂合金將超過500 萬t，約為目前全球鎂年生產量(80 萬t)的6 倍。相較于鋁合金、在成熟產品上鎂合金將具備更高的性價比：如果按原鎂16000 元/t 和電解鋁13000 元/t 的行業平均成本分析，由于鎂合金比重較小（鎂比重為1.7kg/m3，鋁比重為2.7 kg/m3），相同體積的鎂合金成本較鋁合金低30%。

圖1 汽車中各種原材料使用比例

鎂合金在電子領域中的應用

在3C 產品領域，以筆記本電腦、手機和數碼相機為代表的3C 產品朝著輕、薄、短、小方向發展的推動下，鎂合金的應用得到了持續增長。鎂合金與傳統3C產品使用的外殼材料相比具有輕量化、剛性高、減震性好、無磁、散熱、可回收等優點；特別是應用于3C 產品外殼上其外觀及觸摸質感極佳，已成為設計和消費的流行趨勢。

與塑料相比鎂合金具有良好的導熱性、剛性，特別是極其易于回收。一旦鎂合金的應用進入良性循環之后，其廢料不僅不會危害環境，其優良的再生性也會致使鎂資源得到充分利用，也使鎂合金使用成本更進一步的降低。不僅如此，鎂合金還具有非常好的壓鑄工藝性能，采用壓鑄的方法制造的鎂合金3C 類產品外殼，厚度最薄可達0.4 mm，并且強度和剛度都極為優異。以耐沖撞性為例，其耐撞強度及吸振性均遠較塑料佳，尤其是相同抗力下厚度僅塑料的1/3，且具良好的散熱性及防電磁波干擾的性能。

以上特性使鎂合金在3C 產業（計算機、通訊、消費電子）及電動工具，運動器材等方面的應用，已成為一個新的市場熱點，如筆記本計算機、掌上計算機外殼、照相機外殼、攝相機外殼、投影錄像機外殼、電視機、音響外殼等，而且其應用領域還在迅速擴大。

鎂合金在國防領域及其他領域的應用

鎂合金由于質量輕而被廣泛地應用于國防和航空航天產品，其應用包括飛行器機身及其發動機、起落輪、火箭、導彈及其發射架、衛星探測器、旋轉羅盤、電磁套罩、雷達和電子裝置以及地面控制裝置等。如MD600 直升機的主傳動系統使用鎂合金后，水平旋翼系統的功能得到有效提高。太空飛船和衛星部件使用鎂合金后能適應太空運行的特殊環境，諸如由空氣動力學加熱引起的溫度極限、臭氧侵蝕、短波電磁輻射和高能粒子(電子、質子和小隕石)的沖擊等。

鎂合金在航空、航天較早得到應用, 在兵器上也得到一定應用，最早應用于軍事工業領域是在1916年，被用于制造77mm炮彈引線。國外一些發達國家由于資源原因,對鎂合金在兵器上的應用還持謹慎態度。

2、國內鎂合金應用發展現狀

我國的鎂儲量世界第一，我國已探明的白云石礦資源總量為40 億t，青海柴達木盆地的33 個鹽湖鎂鹽儲量為47.5 億t，而且儲存形式為非常有利于開采的高純度氯化鎂。我國的菱鎂礦資源總量31.45 億t，符合煉鎂要求的一、二級礦占78%，已探明儲量可開采年限至少有1000 年之久。而大海則是最大的“鎂礦”，海水中含鎂約2100 億t，其中每千克海水中約含3.8 g 氯化鎂，可以預見的將來中國絕不會缺鎂資源。而與鎂不同的是中國的鋁土礦資源非常貧乏，中國國內鋁土礦資源僅能供應中國生產10 年，目前60% 的鋁土礦資源依賴進口，發展鎂合金產業符合中國的資源戰略。

我國對鎂合金的開發利用也非常重視，科技部、國家自然科學基金委員會等部門針對鎂合金開發相繼出臺了各種研究計劃，加深、加快對鎂合金材料的應用與開發研究。2000 年3 月，科技部啟動了“鎂合金開發應用及產業化”的前期戰略研究，全國共有4 個研究所、7 所高校、20 多家企業直接參與了“鎂合金開發應用及產業化”項目的實施。該項目開發的新型水氯鎂石脫水制備無水氯化鎂的工程技術在國際上處于較高水平；開發的皮江法煉鎂工藝技術不斷提高，有效節約了資源，提高了生產效率，減少了污染；開發的高品質鎂合金短流程工藝，降低了成本；開發的具有自主知識產權的10 款鎂合金冷、熱室壓鑄機及配套設備，國內市場占有率達到50%，基本滿足了國內鎂合金壓鑄生產需求。目前該項目已取得一些階段性成果：解決了材料研究、產品設計、模具制造、壓鑄成型到表面防腐等系列關鍵工程技術。成功開發應用了25 種鎂合金摩托車零件和52 種鎂合金汽車零件，分別裝車90 萬輛和54.65 萬輛，微型汽車單車最高用鎂零件9 kg，轎車最高用鎂零件8.17 kg ；同時開發了14 類鎂合金3C 產品零件和8 種列車制動器零件，為進一步擴大應用打下了良好基礎。同時建立了從鎂合金前沿高科技研發到產業化技術開發的研發體系，突破了一批前沿核心技術和產業化關鍵技術，培育組建了十幾家有關鎂合金及制品的股份制公司，建立了一批鎂合金產業化基地，啟動了鎂合金標準體系建設工作，并已完成一批標準的制定。

鎂合金材料作為21世紀新型綠色環保結構材料,將在實現產品輕量化技術領域起到越來越重要的作用,西方工業發達國家已將鎂合金材料作為重要的戰略物資進行研究開發,對其相關材料和制造技術的研究實行嚴格保密。而我國是鎂資源最豐富的國家,可利用的鎂資源占世界貯量的70%,是世界上原鎂生產和出口量最大的國家。但是,我國鎂產品和鎂合金加工技術水平較低,屬于典型的以犧牲資源和環境為代價的原料出口性產業。開展兵器用鎂合金材料及鎂合金零件的研發,爭取形成具有自主知識產權的鎂合金在兵器上應用的集成技術,即可加快和推動國防工業科技技術進步,使我國武器研制和生產達到國外同等先進技術水平,同時,也為鎂合金在民品上的應用提供先進制造技術,拓寬鎂合金的應用領域,實現軍民品雙向互動,帶動鎂合金產業發展,將我國的鎂資源優勢轉化為鎂技術優勢和產業優勢都具有重大戰略意義。

第二篇：臭氧應用優缺點

臭氧應用優缺點

預臭氧的主要作用是殺藻、改善絮凝沉淀效果、去除部分有機物、優點：臭氧－生物活性炭濾池工藝是將活性炭物理化學吸附、臭氧化學氧化、生物氧化降解及臭氧滅菌消毒四種技術合為一體，與傳統水處理工藝相比，具有明顯的優勢，主要體現在：

① 常規加氯工藝處理的自來水的Ames致突變試驗結果多為陽性，而臭氧-生物活性炭工藝處理后為陰性；② 臭氧－活性炭工藝對有機污染物的去除率為50％以上，比常規處理提高15～20個百分點；③ 提高色度和嗅味的去除率，改善感官性指標；④ 提高對鐵、錳的去除率；⑤ 可以去除氨氮到90％左右，水中的氨氮和亞硝酸鹽可被生物氧化為硝酸鹽，從而減少了后氯化的投氯量，降低了三鹵甲烷等消毒副產物的生成；⑥ 有效去除AOC、蛋白氨氮，提高處理水的生物穩定性，提高管網水質。

另外臭氧和活性炭聯合使用，還可以延長活性炭的運行壽命，減少運行費用。

缺點：盡管臭氧－生物活性炭濾池深度處理技術對于控制飲用水質污染和改善水質發揮了較好的作用，但也存在局限性。主要表現在：

① 臭氧氧化處理飲用水存在臭氧利用率低、氧化能力不足等缺陷；② 臭氧可以有效降解含有不飽和鍵或者部分芳香類有機污染物，而對于部分的穩定性有機污染物(如農藥、鹵代有機物和硝基化合物等)難以氧化降解。臭氧對一些有機物的降解僅僅局限與母體化合物結構上的變化，可能會生成毒性更大且不易被生物活性炭降解的中間氧化產物；③ 臭氧可以將大分子有機物氧化成小分子有機物，而有研究表明，活性炭吸附對分子質量為500～3000Da的有機有較好的去除效果，而對大分子和小分子的有機物去除效果較差。臭氧氧化后有機物的分子質量變小，將不利于活性炭的吸附；④ 當水中含有溴化物（Br-）時，臭氧氧化將會生成溴酸根（BrO3-）及溴代三鹵甲烷（Br-THM）等有害副產物，對人體健康有很大的影響。

第三篇：鎂合金總結報告

鎂合金總結報告

班級：材料學號：姓名：韋春陽

08A—2 08108010232 摘要：鎂合金是最輕的工程結構材料，具有密度低、比強度和比剛度高等特點，被廣泛應用于汽車、電子等領域，要擴大鎂合金的應用范圍，提高其力學性能是十分重要的一項十分關鍵因素。

關鍵詞：發展史

鎂合金系

AZ91鎂合金

一、鎂合金簡介

鎂合金是以鎂為基加入其他元素組成的合金。其特點是：密度?。?.8g/cm3鎂合金左右），比強度高，彈性模量大，散熱好，消震性好，承受沖擊載荷能力比鋁合金大，耐有機物和堿的腐蝕性能好。主要合金元素有鋁、鋅、錳、鈰、釷以及少量鋯或鎘等。目前使用最廣的是鎂鋁合金，其次是鎂錳合金和鎂鋅鋯合金。主要用于航空、航天、運輸、化工、火箭等工業部門。在實用金屬中是最輕的金屬，鎂的比重大約是鋁的2/3，是鐵的1/4。它是實用金屬中的最輕的金屬，高強度、高剛性。

二、鎂的工業發展史發展史

鎂是地殼中含量最豐富的元素之一，其豐度居第8位，約占地殼組成的2.5％，主要以白云石(碳酸鎂鈣)、菱鎂礦存在，此外，海水中含鎂約0.13％，可謂取之不盡，但人類認識鎂卻較晚.1828年法國科學家A．A．Bussy用金屬鉀將鎂從熔融的氧化鎂中置換出來。

1852年R．Bunsen建立了一個小型實驗電解槽用電解法生產鎂。

1886年以Bunsen的電解槽為基礎，在德國建立了首個商業性電解鎂廠。

1910年世界鎂產量約10t／a，到1930年增長到1200t／a以上。二戰期間鎂工業獲得了飛速發展，從1935年開始，德、法、蘇、奧、意等國分別建立了鎂廠，美國的鎂產能擴大了10倍，1943年世界鎂產量約為235kt／a。

1943年世界鎂產量約為235kt／a。此期間鎂主要用來制造燃燒彈、照明彈、曳光彈、信號彈以及軍事和飛機等軍用設備的零部件。

二戰結束后，1946年世界鎂產量降低到25kt／a，世界各國開始考慮鎂合金在民用工業的開發和應用，在以后的20年中，美國Dow化學公司在開發鎂合金及其生產技術方面取得了突出的成就，為鎂及其合金在冶金、航空、電子、兵器、汽車、化學及防腐、印刷、紡織等民用工業部門的應用開辟了道路，使鎂工業出現了連續增長的勢頭，實際上從二戰結束以來年均增長率在7％左右，現在世界上鎂產能已達到550kt／a，2000年實際產量為430kt。

三、鎂合金系的劃分

四、Mg-Zn 鎂合金系特點

五、熔煉鎂合金的生產工藝流程

六、熔煉鎂合金的反射爐結構

1—爐殼

2—爐底

3—溜口

4—爐子拱蓋

5—加料孔

6—燃燒嘴

7—移動式小車

8—支柱托輥和爐子傾斜托輥

七、AZ91鎂合金劑熔煉法

八、鎂合金的應用

在航天的應用

鎂合金是航空器、航天器和火箭導彈制造工業中使用的最輕金屬結構材料。鎂的重量比鋁輕，比重為1.8，強度也較低，只有200～300兆帕(20～30公斤/毫米2)，主要用于制造低承力的零件。鎂合金在潮濕空氣中容易氧化和腐蝕，因此零件使用前，表面需要經過化學處理或涂漆。德國首先生產并在飛機上使用含鋁的鎂合金。鎂合金具有較高的抗振能力，在受沖擊載荷時能吸收較大的能量，還有良好的吸熱性能，因而是制造飛機輪轂的理想材料。鎂合金在汽油、煤油和潤滑油中很穩定，適于制造發動機齒輪機匣、油泵和油管，又因在旋轉和往復運動中產生的慣性力較小而被用來制造搖臂、襟翼、艙門和舵面等活動零件。民用機和軍用飛機、尤其是轟炸機廣泛使用鎂合金制品。例如，B-52轟炸機的機身部分就使用了鎂合金板材635公斤，擠壓件90公斤，鑄件超過200公斤。鎂合金也用于導彈和衛星上的一些部件，如中國“紅旗”地空導彈的儀表艙、尾艙和發動機支架等都使用了鎂合金。中國稀土資源豐富，已于70年代研制出加釔鎂合金，提高了室溫強度，能在300°C下長期使用，已在航空航天工業中推廣應用。

目前,鎂合金在汽車上的應用零部件可歸納為2類。

(1)殼體類。如離合器殼體、閥蓋、儀表板、變速箱體、曲軸箱、發動機前蓋、氣缸蓋、空調機外殼等。

(2)支架類。如方向盤、轉向支架、剎車支架、座椅框架、車鏡支架、分配支架等。

根據有關研究,汽車所用燃料的60%是消耗于汽車自重,汽車自重每減輕10%,其燃油效率可提高5%以上;汽車自重每降低100 kg,每百公里油耗可減少0.7 L左右,每節約1 L燃料可減少CO2排放2.5 g，年排放量減少30%以上。所以減輕汽車重量對環境和能源的影響非常大，汽車的輕量化成必然趨勢。

手機電話，筆記本電腦上的液晶屏幕的尺寸年年增大，在它們的枝撐框架和背面的殼體上使用了鎂合金。

雖然鎂合金的導熱系數不及鋁合金，但是，比塑料高出數十倍，因此，鎂合金用于電器產品上，可有效地將內部的熱散發到外面。

在內部產生高溫的電腦和投影儀等的外殼和散熱部件上使用鎂合金。電視機的外殼上使用鎂合金可做到無散熱孔。電磁波屏蔽性:鎂合金的電磁波屏蔽性能比在塑料上電鍍屏蔽膜的效果好，因此，使用鎂合金可省去電磁波屏蔽膜的電鍍工序。

在硬盤驅動器的讀出裝置等的振動源附近的零件上使用鎂合金若在風扇的風葉上使用鎂合金，可減小振動達到低騷音。此外，為了在汽車受到撞擊后提高吸收沖擊力和輕量化，在方向盤和坐椅上使用鎂合金。

九、鎂合金的防腐蝕方法

1、化學轉化處理

鎂合金的化學轉化膜按溶液可分為：鉻酸鹽系、有機酸系、磷酸鹽系、KMnO4系、稀土元素系和錫酸鹽系等。

傳統的鉻酸鹽膜以Cr為骨架的結構很致密，含結構水的Cr則具有很好的自修復功能，耐蝕性很強。但Cr具有較大的毒性，廢水處理成本較高，開發無鉻轉化處理勢在必行。鎂合金在KMnO4溶液中處理可得到無定型組織的化學轉化膜，耐蝕性與鉻酸鹽膜相當。堿性錫酸鹽的化學轉化處理可作為鎂合金化學鍍鎳的前處理，取代傳統的含Cr、F或CN等有害離子的工藝?；瘜W轉化膜多孔的結構在鍍前的活化中表現出很好的吸附性，并能改鍍鎳層的結合力與耐蝕性。

有機酸系處理所獲得的轉化膜能同時具備腐蝕保護和光學、電子學等綜合性能，在化學轉化處理的新發展中占有很重要的地位。

化學轉化膜較薄、軟，防護能力弱，一般只用作裝飾或防護層中間層。

2、陽極氧化

陽極氧化可得到比化學轉化更好的耐磨損、耐腐蝕的涂料基底涂層，并兼有良好的結合力、電絕緣性和耐熱沖擊等性能，是鎂合金常用的表面處理技術之一。

傳統鎂合金陽極氧化的電解液一般都含鉻、氟、磷等元素，不僅污染環境，也損害人類健康。近年來研究開發的環保型工藝所獲得的氧化膜耐腐蝕等性能較經典工藝Dow17和HAE有大程度的提高。優良的耐蝕性來源于陽極氧化后Al、Si等元素在其表面均勻分布，使形成的氧化膜有很好的致密性和完整性。

一般認為氧化膜中存在的孔隙是影響鎂合金耐蝕性能的主要因素。研究發現通過向陽極氧化溶液中加入適量的硅-鋁溶膠成分，一定程度上能改善氧化膜層厚度、致密度，降低孔隙率。而且溶膠成分會使成膜速度出現階段性快速和緩慢增長，但基本上不影響膜層的X射線衍射相結構。

但陽極氧化膜的脆性較大、多孔，在復雜工件上難以得到均勻的氧化膜層。

3、激光處理

激光處理主要有激光表面熱處理和激光表面合金化兩種。

激光表面熱處理又稱為激光退火，實際上是一種表面快速凝固處理方式。而激光表面合金化是一種基于激光表面熱處理的新技術。激光表面合金化能獲得不同硬度的合金層，具有冶金結合的界面。利用激光輻照源的熔覆作用在高純鎂合金上還可制得單層和多層合金化層。

采用寬帶激光在鎂合金表面制備Cu-Zr-Al合金熔覆涂層時，由于涂層中形成的多種金屬間化合物的增強作用，使合金涂層具有高的硬度、彈性模量、耐磨性和耐蝕性。而由于稀土元素Nd的存在，在經過激光快速熔凝處理之后得到的激光多層涂敷，晶粒得到明顯細化，能提高熔覆層的致密性和完整性。

激光處理能處理復雜幾何形狀的表面，但鎂合金在激光處理時易發生氧化、蒸發和產生汽化、氣孔以及熱應力等問題，設計正確的處理工藝至關重要。

4、其他表面處理技術

離子注入是在高真空狀態下，在十至數百KV電壓的靜電場作用下，經加速的高能離子(Al、Cr、Cu等)以高速沖擊要處理的表面而注入樣品內部的方法。注入的離子被中和并留在樣品固溶體的空位或間隙位置，形成非平衡表面層。

有研究認為耐蝕性能的提高是由于自然氧化物的致密化、注入離子的輻射和形成鎂的氮化物的結果。所得改性層的性能與所注入離子的量和改性層的厚度有關，而基體表面的MgO對改性層的耐蝕性能的提高也有一定的促進作用。

氣相沉積即蒸發沉積涂層，有物理氣相沉積(PVD)和化學氣相沉積(CVD)兩種。它是利用能使鎂合金中的Fe、Mo、Ni等雜質含量大幅度降低，同時利用涂層覆蓋基體的各種缺陷，避免形成局部腐蝕電池，從而達到改善防腐性能的目的。

十、鎂合金生產火災預防及撲救對策

1、鎂合金切削工藝的火災危險性

（1）鎂屑性質活潑,高溫下極易燃燒。鎂合金切削過程中,鎂屑切口處大部分是未氧化的鎂和鎂合金。由于金屬鎂屬一級遇濕易燃品,著火點及最小引燃能量低,加之切屑薄而小,比表面積大,因此高溫環境下在空氣中極易燃燒。

（2）高速切削時會產生高溫,引燃鎂屑。機械加工時,為充分發揮刀具的切削性能,提高生產效率和工件質量,一般要求較高的切削速度。而高速度的切削往往會使金屬切屑的溫度高達700°C~ 1 000°C,當缺乏冷卻液的有效供應時,高溫將足以引燃鎂屑起火。（3）鎂屑燃燒溫度高,火災蔓延速度快,撲救難度大。鎂一旦發生火災,其燃燒溫度可達3 000°C,燃燒熱值高達25 121 kJ/kg。當鎂屑呈粉狀時與空氣混合遇火能發生爆炸。此外,由于鎂高溫時遇水可發生化學反應放出氫氣,故金屬鎂火災中,水、泡沫、四氯化碳等滅火劑都受到限制,干粉、鹵代烷滅火劑的滅火效果亦不明顯,撲救難度大。

2、鎂合金切削加工工藝火災預防

（1）控制好切削速度。切削熱的產生與切削速度呈同比例增長,因此切削速度對切削溫度影響極大。在實際工作中我們發現,不同的切削速度產生的切削熱會使切屑的表面氧化膜顏色發生變化。因此,通過不同切削速度下的鎂合金切削氧化膜顏色,便可估算出安全的車床主軸轉速。

（2）正確選擇切削液。除非機械構造本身限制,在鎂合金切削加工時應始終充分供應切削液以及時降低切屑溫度?？紤]到鎂的化學特性,切削液的選擇應避免采用可燃、具有強氧化性及含水量較高的液體,從而防止冷卻液遇高溫鎂屑燃燒或反應放熱起火。

（3）強化易燃、可燃物品的監管。冷加工切削過程中使用的潤滑油及精密機床使用的液壓油、導軌油、主軸油等大多為可燃液體,而且一般儲油量都較大,如普通機床液壓油約有20 kg~70 kg。所以日常工作中應加強設備的檢修與維護,保持機床完好,嚴防漏油。對清潔機床后遺留的油抹布、油棉紗等,應及時清理,并與鎂屑相隔離。

3、鎂屑火災的撲救

（1）嚴禁使用水、泡沫、四氯化碳、二氧化碳滅火劑撲救。（2）對已燃金屬鎂屑應選用D級滅火器。如7150、D類干粉、干砂等,考慮到目前國內市場上7150、D類干粉滅火器并不常見,而干砂對機床(特別是精密機床)損壞大,根據實際可就地取材選用75 %~80 %的覆蓋熔劑粉加20 %~25 %硫磺粉經混合制成的撒粉熔劑灌裝在手提干粉滅火器中進行滅火,效果明顯。

（3）撲救鎂屑火災時,應使滅火器噴嘴與起火鎂屑間保持一定距離,以盡量減少滅火器噴射過程中對鎂屑的沖擊作用,防止鎂屑擴散形成爆炸性混合物。

十一、鎂合金的發展前景

進入21世紀，鎂的最大也是最為持久的熱點是作為汽車、筆記本電腦、手提電話及電視機零件上鎂合金壓鑄件的使用。我國將從兩個大的方面來發展鎂合金的應用，一是3C產品及其它輕工消費產品，另一方面是電動車及汽車零件。鎂合金有4個主要系列：Mg-Al-Zn-Mn(AZ系列)，Mg-Al-Mn(AM系列)，Mg-Al-Si(AS系列)，Mg-Al-稀土(AE系列)，它們各具特有的使用性能，能滿足多種功能的需要，將會得到廣泛應用。

第四篇：鎂合金在汽車材料上的應用及發展前景

鎂合金在汽車材料上的應用及發展前景

摘要：介紹了鎂及鎂合金的類型和它們的基本性能，國內外在汽車材料方面對其的應用情況，鎂合金在汽車輕量化方面的應用，展望了鎂合金在未來的應用前景。

1、鎂及鎂合金的特性

鎂是銀白色的金屬元素,常溫下鎂的密度為1.74 g/cm ,約為鋼的1/4,鋁的2/3。在金屬鎂中添加其他元素可以形成各種鎂合金。鎂合金是現在大量使用的工程結構材料中最輕的,其比強度明顯高于鋁合金和鋼,比剛度與鋁合金和鋼相當。同時,鎂合金還具有良好的減振性,在相同載荷下,減振性是鋁的100倍、鈦合金的300~500倍。鎂合金還具有良好的切削加工性及尺寸穩定性,其耐凹陷性、鑄造成型性及表面裝飾性俱佳,加之具有易回收利用、導熱優良性、抗電磁干擾及屏蔽性能等特點,鎂及鎂合金廣泛應用于冶金、汽車、摩托車、航空航天、光學儀器、計算機、電子與通訊、電動及風動工具和醫療器械等領域。金屬鎂主要用于:鋁基合金的重要添加元素,用量約占鎂的總消耗量的43%左右;制造各種零部件的用量已達到鎂消耗量的35%左右;煉鋼脫硫約占13%;陰極保護材料、金屬還原劑和化工行業等。

當今，鋼鐵、鋁合金和塑料是汽車上使用最多的三大類材料，按重量計算，三類材料占整車比例合計約為80%，其中鋼鐵約占62%，鋁合金和塑料大體相當，均占8%-10%。鎂合金在汽車上的應用比例為0.3%，平均重量約5kg，但近幾年的增幅卻較大。鎂的比重為1.74g/cm3,是鋁的2/3，鋼的2/9，和塑料相當，是最實用的減重輕金屬材料。鎂合金也具有比強度、比剛度高等優良性能。正因為如此，鎂合金有利于汽車輕量化、有利于節能和減排。據資料介紹：轎車質量每減輕100kg，油耗可降低5%。如果每輛汽車使用70kg鎂合金，CO2年排放量能減少30%以上。汽車減重可以提高其加速性能；頂部和車門減重，可以降低汽車重心，增強穩定性；前部減重，可以使汽車重心后移，改善操縱性能。同時，鎂的減振系數遠高于鋁和鋼鐵，具有優良的抗沖擊性能，有利于減振降噪，選用鎂合金作為汽車結構材料能有效降低汽車振動和噪聲，受沖擊時能吸收更多的能量。鎂合金的散熱性好，抗電磁干擾性高，使汽車更為安全舒適。

2、常用鎂合金類型及其性能

由于交通工具輕量化的推動，世界各國都展開了對鎂合金的研究，而限制鎂合金發展的一個主要原因是鎂合金的高性能——抗蠕變能力和高溫疲勞性能較差，因此新材料的研發主要是針對這一問題進行，概括的說主要包括兩個方面，一是對現有合金的優化，主要是針對現有的商業鎂合金，特別是對AZ、ZK系合金進行改性，通過添加合金元素以期改善合金的高溫性能；二是新合金系的開發，主要是指新型Mg-RE系的研發。

鎂合金可分為鑄造鎂合金和變形鎂合金。鎂合金按合金組元不同主要有Mg-Al-Zn-Mn系（Az系列）、Mg-Al-Mn系（AM）和Mg-Al-Si-Mn系（AS）、Mg-Al-RE系（AE）、Mg-Zn-Zr n(ZK)、Mg-Zn-RE系（ZE）等合金。常用鑄造鎂合金的牌號及性能見表1。表2為常見變形鎂合金的化學成分及基本特性。

3、鎂合金在汽車工業應用現狀

鎂合金材料制造的汽車零部件品種繁多，從汽車的運動部件（如車輪），到汽車的結構部件（如汽車座椅框架），再到承受高溫的耐高溫部件（如缸體），這些零部件的共同特點是承受的機械和化學負載較低。鎂合金材料經常用來制造“支架”、“殼體”、“端蓋”或“堵蓋”類零件等。由于鎂合金材料具有極好的鑄造流動性能，因此，非常適合于制造橫拉桿之類的薄壁結構件和大面積的車輛內部結構件，如車門和前、后艙蓋等。金屬鎂的物理化學特性使其比鋁更適合壓鑄大型部件，最常采用鎂合金材料的零部件有：

? 向軸，全球50%的轉向軸采用了鎂合金材料；

? 橫梁，歐洲產轎車中使用了約6000t的鎂合金材料；

? 變速器殼體，大眾公司B型車架的轎車中每天使用約600個鎂合金材料制造的變速器殼體。

原則上講，鎂合金材料主要用于汽車的內部結構的驅動系統中，大批量、由汽車零部件供應商提供的鎂合金零部件有望在今后的5年內大量進入汽車制造業，那時，戴姆勒-克萊斯勒公司生產的汽車將采用鎂合金自動變速器；BMW公司生產的轎車將采用鎂-鋁復合材料的發動機缸體。從長遠來看，鎂合金材料在車架制造和底盤制造中以及耐高溫零部件的制造中也會進一步增加。

除了可以比鋼和鋁減輕40%～70%的重量這一優點之外，鎂合金材料在減振、降噪和環保等方面也具有很大優勢。地球上鎂元素的含量豐富，便于對鎂合金材料廢舊零部件進行回收再利用；與鋁合金材料相比，鎂合金材料熔化、鑄造時的能源消耗少，切削加工時機械磨損少，因此，整個生產費用可比鋁合金材料減少20%左右。鎂合金材料良好的焊接性能可能會給汽車的結構設計帶來一場新的革命，它可以用來制造大量的結構件，特別是可以制造出一些薄壁件和大面積結構件，進而降低汽車的總裝費用。

盡管每公斤鎂錠的價格要比鋁和鐵貴一些，這一價格上的劣勢因鎂合金材料生產加工過程中的費用低廉而得以彌補，單位體積的鎂熔化潛熱只有鋁的2/3，比熱只有鋁的3/4，并且有非常低的溶鐵性，因此，總價格比鋁合金材料僅高出20%左右。此外，鎂合金材料還有一些不足之處就是耐腐蝕性差、抗蠕變性能差、剛性較差。在鎂合金零部件的生產制造過程中，有許多問題需要解決，例如，在澆鑄時，要克服不良的（冷）變形問題；另外，鎂合金材料在實際應用中還有外部裸露件的銹蝕問題，還有在不同材質零件混和運輸過程中都要注意提高鎂合金的抗接觸腐蝕能力，防止金屬鎂的自燃等問題。

汽車用鎂及鎂合金部件包括儀表盤、支架、座位框架、導向軸部件、變速箱、汽缸頭外殼、進氣岐管等非結構件。鎂汽車部件開發包括車蓬板、結構支架、后甲板蓋、內車門框架、發動機頭、發動機主體等。

表3是汽車上鎂合金典型應用類型零件。從該表可以看出采用鎂合金制作汽車零件均能達到減重的效果，同時很多部位也能充分利用鎂合金的減振性能，提高整車的NVH性能。

4、汽車工業的用鎂前景

世界交通世界交通運輸車輛總趨勢是輕量化，達到節能 降耗的目的。與%’年前相比，國外汽車自質量減輕%’HI%/H。未來汽車不管選用何種動力，都必須輕量化，尤以轎車最為突出。輕量化、節能降耗和降低排放污染是發展轎車的三項戰略性課題，其中輕量化是關鍵。因此輕量化是汽車發展趨勢。減輕汽車自質量最有效的途徑是采用輕質材 料制造汽車，實踐證明，選用輕金屬（鋁、鎂）和塑料等輕質材料代替鋼鐵，能有效的減輕汽車自質量。在鋁材和塑料已被廣泛應用，汽車排放法規日趨嚴格，節能降耗更為迫切的新形勢下，世界汽車業把目光投向鎂合金，認為它是比鋁合金和塑料更為優良的輕質材料，對汽車的減重效果更明顯、節能降耗更有效、環境保護更有利。鎂比鋁更輕，是工業實用金屬結構材料中最輕的金屬。鎂具有高的比強度和比彈性模量，良好的剛性及抗電磁干擾屏蔽性，優于鋁的切削加工性和尺寸穩定性，高的阻尼性能和減振抗沖擊能力。鎂合金材料可回收利用，在當今世界環保意識高漲的今天，能高度回收利用的材料和制品將日益受到重用。因此，鎂合金是減重節能、吸振降噪、安全環保型汽車結構材料，在汽車上最有應用潛力，它是汽車工業最有發展前途的輕金屬結構材料。

我國鎂資源相當豐富，儲量居世界首位，而且產鎂的地區大都電力充足，熔煉用輔料硅鐵豐富，具有發展鎂工業得天獨厚的條件。目前國內用量很少，尤其是汽車工業用量極少，供大于求，大量低價出口。同時我國鎂合金牌號、品種規格較少，無自成體系的壓鑄鎂合金，零件制造成形技術落后，這 與我國鎂資源優勢很不相稱，既影響到鎂工業的發展，又制約著鎂合金材料在汽車上的合理應用。因此，研究開發汽車用鎂合金及零件先進制造技術，是結合國情，既現實又有發展前景，并亟待研究的重要課題。中國應重點開發豐富的鎂資源，擴大在工業上的應用范圍，并應緊跟世界汽車用鎂合金的趨勢，開創具有中國特色的汽車用鎂合金新局面。

據相關報道，大眾公司、通用汽車公司、日產公司、馬自達公司、三菱公司等美國三大汽車公司聯合對新開發的耐熱鎂合金進行經濟和技術評估，對鎂合 金在汽車上的應用十分看好。變形鎂合金及其加工技術正在成為鎂合金研究和應用領域的熱點，包括鎂合金等通道轉角擠壓技術。鎂合金超塑性研究，重要研究方向是：（1）高應變速率超塑性。對于節約能源、提高生產率、擴大應用都有很重要的意義。（2）大晶粒工業 態鎂合金超塑性。研究晶粒較大的工業態鎂合金在一定條件下的超塑性，因其不需要預加工可節約能源，故將有更大的應用前景。（3）鎂合金低溫超塑性。研究鎂合金在較低的溫度下進行超塑性變形。鎂合金材料的研究和應用前景是非常廣闊的，相對于其它金屬材料（如鋁、鋼等）的研究發展水平，我國與世界發達國家的差距較小，可以說幾乎處在同一起跑線上，如果集中全國的優勢力量針對關鍵科學問題展開研究，就有可能取得重大突破，達到甚至趕超世界先進水平。我國近年在鎂合金技術開發和應用領域取得了長足進步，作為世界第一“鎂”大國要造好鎂、用好鎂，造福于中國和世界，并在鎂的研究領域成為世界領頭羊，推動鎂合金走可持續發展之路，同時還要開展好鎂合金的重大基礎研究。

第五篇：各類接地系統優缺點及其應用

各類接地系統優缺點及其應用

系統接地型式以拉丁字母作代號，低壓系統接地型式以拉丁字母作代號，其意義如下： 第一個字母表示電源端與地的關系： T－電源端有一點直接接地； I－電源端所有帶電部分不接地或有一點通過高阻抗接地。第二個字母表示電氣裝置的外露可電導部分與地的關系： T－電氣裝置的外露可電導部分直接接地，此接地點在電氣上獨立于電源端的接地點； N－電氣裝置的外露可電導部分與電源端接地點有直接電氣連接。－后的字母用來表示中性導體與保護導體的組合情況： S－中性導體和保護導體是分開的； C－中性導體和保護導體是合一的： TN-S系統TN－C系統特點： －PEN線兼有N線和PE線的作用，節省一根導線； －重復接地，減小系統總的接地電阻； －PEN線產生電壓降，外露導電部分對地有電壓； －PEN線在系統內傳導故障電壓； －過電流保護兼作接地故障保護。使用場所：三相負載均衡，并有熟練的維修技術人員。TN－S系統特點 －PE線與N線分開，PE線非故障時不流過電流，外露可電導部分不帶電壓，比較安全，但多一根導線； －PE線在系統內傳導故障電壓。使用場所：防電擊要求

高，爆炸和有火災危險場所，建筑物內裝有大量信息技術設備。

TT系統特點 －外露可電導部分有獨立的接地保護，不傳導故障電壓； －由于電源系統有兩個獨立接地體，發生接地故障時接地故障電流較小，不能采用過電流保護兼作接地故障保護，而采用剩余電流保護器； －因采用剩余電流保護器保護線路，雙電源（雙變壓器、變壓器與柴油發電機組）轉換時采用四極開關： －易產生工頻過電壓。使用場所：等電位聯結有效范圍外的戶外用電場所，城

市公共用電，高壓中性點經低電阻接地的變電所。

IT系統特點（不引出中性線）－發生第一次接地故障時，接地故障電流僅為非故障相對地的電容電流，其值很小，外露導電部分對地電壓不超過50V，不需要立即切斷故障回路，保證供電的連續性； －發生接地故障時，對地電壓升高1.73倍； －220V負載需配降壓變壓器，或由系統外電源專供； －安裝絕緣監察器。

使用場所：供電連續性要求較高，如應急電源、醫院手術室等。

同意2樓的看法，還要補充一點

對于TT系統的應用場所，主要應用于輸電線路較長的城市用電和農村用電，特別是農村用電。因為輸電距離遠，如果采用TN-S系統，則PE線上有較大的電壓降，失去了它做接地保護的意義，而且還浪費有色金屬，同理TN-C系統也不適

合在輸電距離較遠的場合