最輕金屬結(jié)構(gòu)材料新型鎂鋰合金問世、LED箱體有望更加輕量化

    西安交通大學(xué)教授柴東朗及團(tuán)隊(duì)研制的新型鎂鋰合金，經(jīng)過實(shí)際應(yīng)用，具有超輕、高比強(qiáng)度、減震等特性，成為目前世界上最輕的金屬結(jié)構(gòu)材料。這是近日媒體關(guān)注的一大新聞。

▲柴東朗（右）在給研究生講解鎂鋰合金的加工特性。（西安交大供圖）

    2016年12月22日，我國成功發(fā)射的首顆全球二氧化碳監(jiān)測(cè)科學(xué)實(shí)驗(yàn)衛(wèi)星中的高分辨率微納衛(wèi)星，幾乎整顆都用了這種新型鎂鋰合金材料替代鋁合金結(jié)構(gòu)材料，大大減輕了自身的結(jié)構(gòu)重量，有效載荷得到顯著提高。

▲CO2 探測(cè)儀初樣照片

    最為綠色環(huán)保的革命性材料

    鎂鋰合金是金屬結(jié)構(gòu)材料中密度最低、最輕的特殊合金，被業(yè)內(nèi)稱為“超輕合金”。最輕的可以漂在水上，成為“水上漂浮”合金，用于制造航空航天器結(jié)構(gòu)零件。

    鎂、鋰的密度分別為1.73克/立方厘米、0.53克/立方厘米，這種新型鎂鋰合金是通過在金屬鎂中添加鋰元素，并附加少量其他合金元素，具備低密度、高比剛度、高比強(qiáng)度的優(yōu)異力學(xué)性能，以及減震、消噪的高阻尼性能和抗輻射、抗電磁干擾性能。

    “鎂鋰合金是鎂合金發(fā)展的一個(gè)突破點(diǎn)，處于鎂合金發(fā)展的技術(shù)前沿，被稱為未來最為綠色環(huán)保的革命性材料。”柴東朗介紹，鎂合金是金屬鎂加上其他金屬元素組成的合金，被譽(yù)為“21世紀(jì)綠色金屬結(jié)構(gòu)材料”，而鎂鋰合金是鎂合金的一種，具有比普通鎂合金更低的密度，是航空航天最有前途的材料。我國鎂資源占全球60%以上，原鎂的產(chǎn)量占全球70%。我國航空航天的主體材料目前是鋁合金。

    “1立方米的鋁重2.8噸，1立方米的鎂重1.78噸，而1立方米的鎂鋰合金僅重1.3噸至1.6噸，減重效果明顯。”柴東朗說，他們研制的新型鎂鋰合金，“同樣大小，重量只有鋁合金的一半，但比強(qiáng)度高于鋁合金。與鋁合金相比，它能減重40%-50%，與一般鎂合金相比，能減重20%-30%。”其阻尼性能優(yōu)異，其衰減系數(shù)是鋁合金的十幾倍，減震降噪效果好，在屏蔽電磁干擾方面表現(xiàn)突出，填補(bǔ)了我國新材料方面的一項(xiàng)空白。

    陜西省國防科工辦組織的專家鑒定委員會(huì)一致認(rèn)為：新型鎂鋰合金材料具有低密度、高比強(qiáng)度、高塑性等特點(diǎn)，是當(dāng)今世界上最輕的金屬結(jié)構(gòu)材料，可部分替代目前應(yīng)用于航空、航天領(lǐng)域的鋁材及其他鋁合金材料，在航空、航天、軍工、民用等領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用前景。總體技術(shù)水平達(dá)到國內(nèi)領(lǐng)先、國際先進(jìn)水平。

    柴東朗及團(tuán)隊(duì)研制的鎂鋰合金材料除應(yīng)用于高分微納衛(wèi)星外，最早在2015年9月25日我國成功發(fā)射的“浦江一號(hào)”衛(wèi)星上使用，這是中國衛(wèi)星首次使用鎂鋰合金材料。

    便攜性、輕量化、環(huán)保型產(chǎn)品將步入百姓生活

    據(jù)了解，鎂鋰合金是制造輕量化零部件的*佳材料，未來的應(yīng)用會(huì)越來越廣泛，便攜性、輕量化、環(huán)保型的產(chǎn)品將進(jìn)入人們的生活，部分先進(jìn)的電子產(chǎn)品已開始采用鎂鋰合金。

    柴東朗說：“鎂鋰合金在電子產(chǎn)品、醫(yī)療器械、戶外器材等領(lǐng)域有著廣泛用途，如筆記本電腦、手機(jī)、攝像機(jī)、照相機(jī)的外殼等，都要求輕型化。民用領(lǐng)域產(chǎn)品的研發(fā)，將是我們后期的主要方向。”

    “鎂合金已進(jìn)入汽車制造領(lǐng)域，運(yùn)用于方向盤、儀表盤等；醫(yī)用鎂合金也已開始研制，將來可用來做假肢。”張正松介紹，此外，如通訊基站、散熱片、照相機(jī)三腳架等，用鎂鋰合金制造的話，能減輕很多重量。

責(zé)編：樹懶