在金屬合金系列中，鎂合金材料優(yōu)勢與缺陷同樣顯著，但其作為最輕的金屬結(jié)構(gòu)材料在工業(yè)中得以廣泛應(yīng)用，如機械、航天航空、工業(yè)等領(lǐng)域。因此在工業(yè)輕量化的趨勢下，高性能鎂合金材料的開發(fā)勢在必行。在純鎂的眾多優(yōu)勢下，力學性能是限制其廣泛應(yīng)用的主要原因。通過在純鎂中添加合金化元素，得到高強度，質(zhì)輕，高比剛度的鋁合金材料。它在保持純鋁原有優(yōu)質(zhì)性能的基礎(chǔ)上，又可以顯著改善鎂的物理、化學和力學性能，可廣泛應(yīng)用于實際生產(chǎn)生活中，極大促進材料的發(fā)展。

一、鎂合金材料的優(yōu)點

        （1）鎂合金的密度比純鎂稍高，在1.75～1.85g/cm-3之間。鎂合金的密度在1.75~1.85g/cm-3之間，比純鎂稍高。鎂合金比彈性遠高于工程塑料，與高強度鋁合金和合金鋼大致相同，且可達到一般塑料的10倍以上。

        （2）鎂合金的彈性模量較低，可以避免過高的應(yīng)力集中。在受到外力作用時，應(yīng)力分布將更為均勻，在彈性范圍內(nèi)承受沖擊載荷時，所吸收的能量比鋁高50%左右，因此鎂合金適宜于制造承受猛烈沖擊的零部件。

        （3）鎂合金阻尼性能好，適合于制備抗振零部件。其切削加工性能優(yōu)良，其切削速度大大高于其他金屬。不需要磨削、拋光處理，不使用切削液即可以得到粗糙度很低的加工面。鎂合金在受到?jīng)_擊或摩擦時，表面不會產(chǎn)生火花。

且鑄造性能優(yōu)良，可用幾乎所有鑄造工藝來鑄造成形。

        （4）可降解性好，在醫(yī)學應(yīng)用中，可實現(xiàn)鎂在人體中的降解吸收，生物安全性高，生物力學相容性好，是最理想的骨內(nèi)固定修復材料。

        （5）成本低。鎂是包括海洋在內(nèi)地球表層最為豐富的金屬元素，含量豐富且價格低廉。在實際醫(yī)學應(yīng)用中可廣泛應(yīng)用，實現(xiàn)經(jīng)濟利益最大化。

二、鎂合金材料的缺點

        （1）鎂合金的廣泛應(yīng)用受到耐熱性差的限制之一。隨著溫度的升高，鎂合金的強度和抗蠕變性能顯著降低，這使得它在汽車等工業(yè)中作為關(guān)鍵零部件（如發(fā)動機零件）的廣泛應(yīng)用具有困難。為了解決這個問題，耐熱鎂合金的開發(fā)過程中主要采用了稀土元素（RE）作為合金添加劑。然而，稀土合金的高成本成為應(yīng)用推廣的重要障礙之一。為了降低成本，尋找替代稀土元素的方法也是當前研究的重點。

        （2）鎂合金的耐腐蝕性較差。由于鎂具有較高的活性，在室溫下容易被空氣氧化，形成氧化膜，膜層多孔且疏松。同時，在液態(tài)條件下，鎂合金容易劇烈氧化并發(fā)生燃燒，因此鎂合金在熔煉過程中必須在溶劑覆蓋下或者保護氣氛中進行。同樣，對于鎂合金鑄件的固溶處理也需要在SO2、CO2或SF6氣體保護下進行，或者在真空條件下進行。因為耐蝕性差，這嚴重制約了鎂合金材料的應(yīng)用范圍。

        （3）阻燃性差。在鎂合金的熔煉和澆鑄過程中，容易發(fā)生劇烈的氧化燃燒現(xiàn)象。雖然目前存在一些熔劑保護法和氣體保護方法來實現(xiàn)阻燃，但這些方法在應(yīng)用中可能導致嚴重的環(huán)境污染，并降低合金的性能，同時也增加了設(shè)備投資成本。

三、 鎂合金材料的實際應(yīng)用

    為了拓寬材料的應(yīng)用領(lǐng)域，新材料的研發(fā)變得非常重要。鎂合金作為一種輕質(zhì)材料，具有良好的散熱性能和容易獲取的原料，因此在交通、通信、醫(yī)學、航空航天等領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。以下是對其幾種常見應(yīng)用的簡要介紹：

        （1）鎂合金在機械領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用體現(xiàn)了其獨特優(yōu)勢。作為汽車、摩托車、自行車等機械設(shè)備的零部件，鎂合金材料能夠顯著提升燃油經(jīng)濟性綜合標準，減少廢氣排放和燃油成本。與此同時，它們的應(yīng)用還能有效減輕機械設(shè)備的整體重量，為各種方面帶來諸多好處。以汽車為例，采用鎂合金材料可以大幅減輕車身質(zhì)量，從而增加車輛的裝載能力和有效載荷，并明顯改善剎車和加速性能。此外，鎂合金具備出色的變形和能量吸收能力，極大提高了汽車的安全性能，為駕乘人員提供了更可靠的保護。另外，鎂合金壓鑄件的一次成形特性也帶來了眾多優(yōu)勢。通過將原本需要多個部件組合的工藝簡化為一次成形，生產(chǎn)效率得以顯著提高。同時，這種替代傳統(tǒng)部件的方式不僅能減少制造誤差和裝配誤差，降低部件之間的摩擦，減少車輛噪音和震動，還能提升整體質(zhì)量和性能表現(xiàn)。鎂合金在機械領(lǐng)域具備廣泛應(yīng)用潛力。其輕量化的特性不僅有助于提高燃油經(jīng)濟性和降低排放，還能改善機械設(shè)備的性能和安全性，以及提升生產(chǎn)效率和質(zhì)量水平。

        （2）鎂合金在航空航天領(lǐng)域上的應(yīng)用。航空的高精度性使其對材料有諸多特殊的要求。比如，就航空材料而言，結(jié)構(gòu)減重和結(jié)構(gòu)承載與功能一體化是飛機機體結(jié)構(gòu)材料發(fā)展的重要方向。鎂合金由于其低密度、高比強度的特性使其很早就在航空工業(yè)上得到了應(yīng)用。航空材料的減重帶來的經(jīng)濟效益和性能的改善十分顯著，商用飛機與汽車減重相同質(zhì)量帶來的燃油費用節(jié)省，前者是后者的一百倍。而戰(zhàn)斗機的燃油節(jié)省又是商用飛機的近10倍，更重要的是其機動性能改善可以極大的提高其戰(zhàn)斗力和生存能力。正因為如此航空工業(yè)才會采用各種措施增加鎂合金的用量，并在相應(yīng)的零部件開發(fā)上得以應(yīng)用，如航空發(fā)動機零部件、飛機以及導彈蒙皮和艙體，飛機壁板、汽油和潤滑系統(tǒng)零件、油箱隔板、副油箱掛架等等。

        （3）鎂合金材料在電子數(shù)字產(chǎn)品上的應(yīng)用。包括電腦，手機，通信設(shè)備等在內(nèi)的電子數(shù)字產(chǎn)品行業(yè)是當今全球發(fā)展最為快速的產(chǎn)業(yè)之一，數(shù)字化技術(shù)導致了各類數(shù)字產(chǎn)品不斷涌現(xiàn)。近年來3C產(chǎn)品的設(shè)計往輕、薄、短、小的方向發(fā)展，因此在材料的開發(fā)與特性選擇上，需要做相當程度的考量。經(jīng)濟也是其中必不可少的考慮要素，成本低廉方能實現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)，使經(jīng)濟利益最大化。此外，3C產(chǎn)品的外殼（手機及電腦）要能夠提供優(yōu)越的抗電磁保護作用，散熱功能佳，輕巧易攜。而鎂合金外殼能夠完全吸收頻率超過100db的電磁干擾；其比重在所有結(jié)構(gòu)用合金中屬于輕者，比重為鋁合金的68%，鋅合金的27%，鋼鐵的23%;散熱性極佳，可回收性好，原料易取得，外觀及觸摸質(zhì)感極佳，使產(chǎn)品更具豪華感。在實際應(yīng)用上鎂合金材料又比鋁合金材料有較佳的防震性，更可用于對震動敏感的電子零組件托架、避震器及氣動工具等產(chǎn)品。

        鎂合金材料具有許多優(yōu)良特性，如資源豐富、優(yōu)異的金屬屬性、環(huán)保和經(jīng)濟實惠等。在鎂合金材料的研究開發(fā)方面，解決共性技術(shù)難題并改善性能缺陷非常重要，特別是提高耐高溫性、抗蠕變性和耐腐蝕性能等方面。通過開發(fā)新型鎂合金材料和改進現(xiàn)有材料的性能，可以拓展其應(yīng)用領(lǐng)域，并獲得更多高品質(zhì)的鎂合金材料。對于我國來說，在鎂合金材料的研究與應(yīng)用方面，確實存在一些技術(shù)落后的情況。然而，如果能夠積極解決技術(shù)難題，加大對新型鎂合金材料研發(fā)的力度，就可以充分利用這些優(yōu)良特性，提升我國鎂合金行業(yè)的技術(shù)水平和產(chǎn)業(yè)競爭力。擴展鎂合金材料的應(yīng)用領(lǐng)域，并不僅僅局限于傳統(tǒng)的機械領(lǐng)域。例如，在航空航天、電子設(shè)備、3D打印等領(lǐng)域，鎂合金材料也有著廣闊的發(fā)展空間。通過持續(xù)的研究和開發(fā)，我們可以獲得更多具備高品質(zhì)和高性能的鎂合金材料，推動材料科學與工程的進步。因此，對于鎂合金材料的進一步研發(fā)和應(yīng)用，具有巨大的發(fā)展?jié)摿ΑＭㄟ^解決技術(shù)難題、提升性能特性，以及不斷拓展其應(yīng)用范圍，我們可以促進鎂合金材料行業(yè)的快速發(fā)展，并在相關(guān)領(lǐng)域取得更多的創(chuàng)新成果。

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