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第2章 镁及镁合金 2.1 概述 2.2 纯镁 2.3 镁合金 2.4 镁合金的应用 * * 2.1 概述 1808年，英国戴维，钾还原氧化镁，制得镁。物理性质：银白色，密度1.74克/厘米3，熔点648.9℃，沸点1090℃。电离能7.65电子伏特。 晶体结构：密排六方结构。原子半径：1.72 埃。 具有延展性，无磁性，且有良好的热消散性。 热导率: 156 W/(m·K) 具有较强还原性，能与热水反应放出氢气，燃烧时能产生眩目的白光，镁与氟化物、氢氟酸和铬酸不发生作用，也不受苛性碱侵蚀，但极易溶解于有机和无机酸中，镁能直接与氮、硫和卤素等化合，包括烃、醛、醇、酚、胺、脂和大多数油类在内的有机化学药品与镁仅仅轻微地或者根本不起作用。 来源：镁存在于菱镁矿、白云石、光卤石中。每立方英里海水含有约120亿磅镁。镁是在自然界中分布最广的十个元素之一， 熔盐电解法：工业上利用电解熔融氧化镁 硅热还原法：在电炉中用硅铁等使其还原而制得金属镁。 用途：置换钛、锆、铀、铍等金属。用于制造轻合金、烟火、闪光粉、镁盐等。结构性能类似于铝，用于飞机、导弹中。镁在汽油燃点可燃。 0.0 ? — — 0.005 0.05 0.05 0.02 0.002 0.03 0.05 99.80 Mg9980 0.01 ? — — 0.005 0.03 0.02 0.004 0.001 0.02 0.04 99.90 Mg9990 0.005? 0.01 — — 0.003 0.01 0.01 0.002 0.001 0.01 0.003 99.95 Mg9995 0.005 — 0.001 0.001 0.002 0.002 0.004 0.0005 0.0005 0.003 0.002 99.98 Mg9998 其它单个杂质 Zn Pb Ti Cl Mn Al Cu Ni Si Fe 杂质元素不大于 Mg ≥ 化学成份 % 牌号 2.2 纯镁－纯镁的牌号 镁为密排六方结构。熔点648.9℃。 25℃时晶格常数为：a=0.3202nm，c=0.5199nm；c/a=1.6237。 密度低，常用结构材料中最轻的金属： 20℃时密度1.738g/cm3。 体积热容比其他金属都低： 20℃时的体积热容为1781 J/(dm3·K)， 铝：2430 钛：2394 镍：4192 铁：3521 铜：3459 锌：2727 镁及其合金是加热升温与散热降温都比其他金属快。 2.2 纯镁－纯镁的特性 - 693 7.1 65.4 30 锌 100 1083 8.9 63.6 29 铜 18 1453 8.9 58.9 28 镍 18 1530 7.9 55.9 26 铁 3.1 1668 4.5 47.9 22 钛 64 660 2.7 27.0 13 铝 40 650 1.7 24.3 12 镁 %IACS（Cu=100） 熔点 比重 原子重量 元素在周期表中的排序 元素 化学活性高： 潮湿大气、海水、无机酸及其盐类、有机酸、甲醇等介质中均会引起剧烈的腐蚀。 干燥大气、碳酸盐、氟化物、铬酸盐、氢氧化钠溶液、苯、四氯化碳、汽油、煤油及不含水和酸的润滑油中很稳定。 室温下，镁表面与大气中氧作用，形成氧化镁薄膜，但薄膜较脆，也不像氧化铝薄膜那样致密，故其耐蚀性很差。 室温强度低、塑性差： 纯镁单晶体临界切应力为4.8MPa左右，其多晶体的强度和硬度很低，不能直接用做结构材料。 36 12.5 11.5 45 9.0 20.0 变形状态 30 9 8 45 2.5 11.5 铸态 HBS ψ(％) ε(％) E/ GPa σs／MPa σb／MPa 加工状态 2.2 纯镁－纯镁的特性 镁物理性能的优点 0.5 ? ? ? 0.1 0.05 0.02 Mg/cm/d 腐蚀失重3天5% NaCl ? ? ? 555-615 540-595 540-61