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背景资料：

 镁是地壳中含量最丰富的元素之一，其丰度居第8位，约占地壳组成的2.5％，主要以白云石(碳酸镁钙)、菱镁矿存在，此外，海水中含镁约0.13％，可谓取之不尽，但人类认识镁却较晚，1828年法国科学家A．A．Bussy用金属钾将镁从熔融的氧化镁中置换出来，1852年R．Bunsen建立了一个小型实验电解槽用电解法生产镁，1886年以Bunsen的电解槽为基础，在德国建立了首个商业性电解镁厂。1910年世界镁产量约10t／a，到1930年增长到1200t／a以上。二战期间镁工业获得了飞速发展，从1935年开始，德、法、苏、奥、意等国分别建立了镁厂，美国的镁产能扩大了10倍，1943年世界镁产量约为235kt／a。此期间镁主要用来制造燃烧弹、照明弹、曳光弹、信号弹以及军事和飞机等军用设备的零部件。二战结束后，1946年世界镁产量降低到25kt／a，世界各国开始考虑镁合金在民用工业的开发和应用，在以后的20年中，美国Dow化学公司在开发镁合金及其生产技术方面取得了突出的成就，为镁及其合金在冶金、航空、电子、兵器、汽车、化学及防腐、印刷、纺织等民用工业部门的应用开辟了道路，使镁工业出现了连续增长的势头，实际上从二战结束以来年均增长率在7％左右，现在世界上镁产能已达到550kt／a，2000年实际产量为430kt。

一、镁及其合金的特性：

关键词：电磁屏蔽性强、减震性能强、加工性能好、尺寸稳定性、比重轻、化学活性强、可回收

 1．几种常用镁合金的物理机械性能及与其它几种常用结构材料的对比如表1所示  

几种常用结构材料的物理机械性能对比表1

*美国ASTM标准：其成份是Mg4.5％，Mn0.35％，Fe0.35％，Zn0.25％，Si0.20％，其余Al。

由上表可见，与其它结构材料相比，镁合金具有以下几个特点：

 1) 镁合金的密度是钢的23％，铝的67％，塑料的170％，是金属结构材料中最轻的金属，镁合金的屈服强度与铝合金大体相当，只稍低于碳钢，是塑料的4-5倍，其弹性模量更远远高于塑料，是它的二十多倍，因此在相同的强度和刚度情况下，用镁合金做结构件可以大大减轻零件重量，这点对航空工业，汽车工业，手提电子器材均有很重要的意义。

 2) 镁合金与铝合金、钢、铁相比具有较低的弹性模量，在同样受力条件下，可消耗更大的变形功，具有降噪、减振功能，可承受较大的冲击震动负荷。

2．镁合金具有较好的铸造性和加工性能：

 镁与铁的反应低，熔炼时可用铁坩埚，熔融镁对坩埚的侵蚀小，压铸时对压铸模的侵蚀小，与铝合金压铸相比，压铸模使用寿命可提高2-3倍，通常可维持20万次以上。铸造镁合金的铸造性能良好，镁合金压铸件的最小壁厚可达0.6mm，而铝合金为1.2-1.5mm。镁的结晶潜热比铝小，在模具内凝固快，生产率比压铸铝件高出40-50％，最高可达两倍，镁合金有相当好的切削加工性能，切削时对刀具的消耗很低，切削功率很小。镁合金、铝合金、铸铁、低合金钢切削同样零件消耗的功率比值为：1：1.8：3.5：6.3。

 3．镁合金电磁屏蔽性能和导热性均较好，适合于作发出电磁干扰的电子产品的壳、罩，尤其是紧靠人体的手机。镁合金与铝、铜等有色金属一样具有非火花性，适合做矿山设备和粉粒操作设备。镁合金表面具有非粘附性，适合于做在冰、雪、沙尘中运动的产品。镁合金有较好的耐磨性，适宜做缠绕滑动设备。

 4．镁合金有较高的尺寸稳定性，稳定的收缩率，铸件和加工件尺寸精度高，除镁-铝-锌合金外，大多数镁合金在热处理过程及长期使用中由于相变而引起的尺寸变化接近于零，适于做样板，夹具和电子产品外罩。

 5．镁合金对缺口的敏感性比较大，易造成应力集中。在125℃以上的高温条件下，多数合金的抗蠕变性能较差，这在选用它和设计零件时应考虑。

 6．可回收。与塑料类材料相比，镁合金具有可回收性。这对降低制品成本、节约资源、改善环境都是有益的。

二、镁合金制品的应用：

关键词：电子行业、汽车……

 由于镁合金一系列优越的性能，使它在手机、笔记本电脑、数码相机、摄像机、飞机、汽车、摩托车、自行车及军工产品、纺织、印刷、冶金化工、防腐等行业均获得了应用。现就电子，汽车两个行业分别介绍如下：

1． 电子行业：

 镁合金在电子工业中的应用也具有很大的潜力。众所周知，电子工业是当今发展最为迅速的行业，数字化技术的发展导致各类数字化电子产品的不断涌现。电子元器件越来越趋于高度集成化和小型化，便携式电脑、数码摄录象机、数码照相机、手机等日新月异，更新速度之快令人瞠目结舌。镁合金由于具有比强度高、导热导电性好、电磁屏蔽性能好以及环境兼容性能，可代替塑料壳体满足3C（计算机、通讯、消费类电子）产品轻、薄、小型化、高集成以及严格的环保要求，在信息产业中得到了广泛的应用。目前在日本已经有大量电子产品采用镁合金作为外壳材料。

 镁合金在电子行业中的应用以3C产品(手机、笔记本电脑、数码相机)为主导，用镁合金制造的壳罩与传统塑胶壳罩相比，其优缺点对比如表2

电子产品用镁合金壳罩与塑胶壳罩的优缺点对比表2

 由上表可见，镁合金与塑胶各有所长，但随着镁合金制件加工方式的改进，镁合金具有越来越强的竞争力，表3为1997-2000年间全球笔记本电脑及镁合金机壳的使用情况

全球笔记本电脑及镁合金机壳使用情况表3

  原注资料来源ID(1999／12)MIC(2000／6)

由上表可见，笔记本电脑镁合金外壳的使用比率几年来直线上升。
 国内目前在镁合金的应用上虽在起步阶段，但整个电子、电气行业市场广阔，发展速度极快，加之已普遍认识到镁合金材料的优点，并着手开发研究。预计到2005年本行业用镁量将达到14，520吨，如表4所示

国内家电市场镁合金使用量统计及预测表4

2．汽车及摩托车行业：

 自1970年中东石油危机后，各国对节约能源、降低油耗普遍关注。汽车行业是油耗大户，降低汽车油耗影响巨大。据测，汽车重量每降低10％，可节油5％，油耗减少，尾气排放量也减少，从而也减少了对环境的污染。汽车是用金属材料堆砌而成的，要降低汽车重量，首先就要在材料上打主意。铝合金的比重大约是钢的1／3，以铝代钢，这个进程已在进行中。要进一步减轻汽车重量，人们想到了镁，它的比重是铝的2／3，而性能与铝合金相近，以镁代铝、以镁代锌，是近年来的一大趋势。据统计，北美消费的压铸镁合金，在1982-1992年的10年间，以每年20％的速度增长，在1996-2000年的4年间以每年30％的速度增长，欧洲则超出60％，其中汽车工业消费占80％以上，可以说镁合金压铸件在汽车行业的推广应用，使过去用量不大的镁合金突成新宠。

 目前汽车工业中镁合金用量较多的地区和国家主要是北美、欧洲、日本和韩国。这三部分地区1991年的用量为24kt，到1997年增至67kt，预计到2006年将达到200kt。表5为这三个地区1991—2005年轿车用镁合金铸件和压铸件需求情况。

  北美、欧洲、日韩等地1991—2005年轿车用镁合金铸件和压铸件需求情况(kt)表5