最轻的金属结构材料一镁锂合金
最轻的金属结构材料——镁锂合金
多芯MgB2/Fe线(带)的制备和传输临界电流为把MgB2超导体用在像磁体和电缆等的实际应用中，需要开发线带材。
当前，制备线带材工艺主要采用粉末装管法(PIT)。
粉末装管法常常包括以下工序：把烧制好的MgB2粉，或按化学计量配比混合的镁粉和硼粉装入各种金属管中，拉伸成线材或轧制成带材，随后在900℃~1000℃进行热处理(可选择不同制度)。
因为包覆材料要与超导体接触，所以选择包覆材料很重要。
所选择的包覆材料应不与镁反应，而且要考虑热膨胀系数的匹配。
MgB2的室温线热膨胀系数(8.3×10-6/K)比铌(7.1×10-6/K)钽(6.5×10-6/K)高，比铁(11.8×10-6/K)镍(12.8×10-6/K)低，而铜(16.7×10-6/K)和不锈钢(18×10-6/K)几乎是MgB2的2倍。
从热膨胀的角度考虑，用钽和铌作包覆层不太合适，由于MgB2的芯丝不能受到预压应力的作用，因此冷却之后可能产生裂纹。
可用的包覆材料有铁，钼，铌，钒，钽，铪，钨等。
其中，铁是最好的包覆材料。
瑞士日内瓦大学最近报道了他们有关7芯MgB2/Fe (带)的实验结果。
实验中使用标准的纯度为98%的商用MgB2粉，因为买来的粉粒比较粗，所以研磨了2h。
工艺的整个装粉操作都是在氩气氛保护下进行的。
实验结果表明，双轴轧制，及随后在950℃退火的方截面样品具有最高的J c值，在4.2K，2T磁场下J c达到1.1×105A/cm2。
估计在4.2K，自场下J c可接近4×105A/cm2。
变形方法不同对临界电流密度有很大影响，与一般的孔型轧制相比，双轴轧制可以增加粉芯的密度，因而，使临界电流增加。
线材的尺寸大小对传输临界电流的影响不大。
(刘春芳)最轻的金属结构材料——镁锂合金镁锂合金是最轻的金属结构材料，密度只有1.30g/cm3~1.65g/cm3，比标准镁合金轻10%~ 30%。
最轻的金属材料
最轻的金属材料
首先，最轻的金属材料指的是密度极低的金属材料。
在自然界中，锂、钠、钾等金属的密度较低，但它们在常温下都是固态。
而最轻的金属材料通常是指那些密度远低于水的金属材料，如镁、铝等。
这些金属材料具有极低的密度，因此在航空航天、汽车制造等领域具有巨大的应用潜力。
其次，最轻的金属材料具有优异的力学性能。
尽管密度极低，但最轻的金属材料却拥有出色的机械性能，如高强度、高韧性等。
以镁合金为例，它不仅密度低，而且具有良好的加工性能和耐腐蚀性能，被广泛应用于航空航天领域。
铝合金也是一种典型的最轻金属材料，它具有良好的导热性和导电性，被广泛应用于电子产品和汽车制造领域。
最轻的金属材料还具有良好的吸能性能。
在一些特殊的工程应用中，材料需要具有良好的吸能性能，以保护结构和设备不受外部冲击和振动的影响。
最轻的金属材料由于其独特的结构和化学成分，具有良好的吸能性能，因此在航空航天、汽车制造等领域得到广泛应用。
此外，最轻的金属材料还具有良好的环保性能。
随着全球环境问题日益严重，人们对材料的环保性能要求也越来越高。
最轻的金属材料由于其低密度、可回收利用等特点，被认为是一种绿色材料，具有巨大的发展潜力。
综上所述，最轻的金属材料具有密度低、力学性能优异、吸能性能良好、环保性能高等优点，被广泛应用于航空航天、汽车制造、电子产品等领域。
随着材料科学的不断发展，相信最轻的金属材料将会迎来更广阔的发展空间，为人类社会的进步做出更大的贡献。
镁锂合金MSDS
镁锂合金MSDS毛宏玉Section 1. Chemical Product & Company Information第一项：化学品名称和制造商信息材料名称：镁锂合金(magnesium-lithium alloy )它是结构金属材料中密度最低者，在镁金属中添加锂元素，一般含锂8-16 %，其比重介于1.4-1.6，较一般镁合金的1.8更低，比塑料密度略高，强度200～340MPa，弹性模量45GPa。
阻尼大，是铝合金的十几倍，也就是能吸收冲击能量，减震降噪效果好.在屏蔽电磁干扰方面,镁锂合金也有突出表现。
镁锂合金材料除超轻外，最大特色为可常温塑性加工成型，如轧延、冲压等技术大量生产，也可铸造成型和半固态注塑成型。
制造商：西安**超轻材料有限公司地址：西安市阎良区国家航空****号Section 3. Hazards Identification第三项：危害信息镁在人体中含量约为体重的0.05%，它是生物必需的营养元素之一。
人体对锂的饮食需要量约为60～100 μg/d，大量吸入镁锂合金颗粒会造成人体轻微不适，产品片刺伤可能引发轻微炎症。
现无文献、研究表明镁锂合金其它危害性。
Section 4. First Aid Measures第四项：急救措施正常使用条件下镁锂合金不会进入人体，如吸入颗粒物，应送至其它场所，净体保温，清理口腔呼吸道。
如有其它不适立即送医。
Section 5. Fire Fighting Measures第五项：消防措施1. 镁锂合金材料合金状态不容易失火，但对镁锂合金经行机加工的过程中，产生的切屑和细粉仍有燃烧火爆炸的可能性，机加工场所环境应保持整洁通风。
2. 机加工切屑应及时从机床上清理干净，并单独存放，不应和其他切削混放，以避免加工其他材料的工件时（钢件）碰撞出的火星引起镁切屑的燃烧；磨削粉尘粉末很容易燃烧，悬浮在空气中时会引起爆炸，应采取措施，确保磨削粉尘正确收集与处置3. 加工完后及时清理零件表面的残余冷却液，并让零件保持干燥洁净；如长时间中断加工也应清理干净、干燥。
镁锂合金(Mg-Li),超轻镁锂合金,镁锂超轻合金,变形镁锂超轻合金应用
铸锭尺寸： Φ250*400mm 成分：LA141， LA91，LZ91等牌号 密度：1.36g/cm3 抗拉强度：大于 139MPa 延伸率：大于20%
中铝郑州研究院轻金属所合金 Φ250*400mm铸 锭重量不到30Kg
中铝郑州研究院轻金属所可以生产大规格尺寸镁锂合金
中铝郑州研究院轻金属所可以生产大规格尺寸镁锂合金
• 1957年，Clarkhe 和Sturkey在研究Mg-19.6Li18.5Zn时发现，由于析出相MgLi2Zn转变为 平衡稳定的LiZn相，室温下20-30h时效后， 合金快速的达到最大硬度。 • 1980年，Alamo和Barchik通过研究Mg11.4Li-1.4Alβ合金的沉淀强化现象并且证实 当合金完全固溶后在室温下时效，发生了 相的反应β-β+ θ+α，当θ相（ θ 相主要是平 稳的稳定相AlLi相）析出时合金的硬度达到 最大值。
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• 1955年，Jones通过对三元镁β合金（镁和锂 的比例为88:12）分析研究其强度和加工硬 化性能，Jones指出通过加入Cd、Zn或者Al 在铸造和轧制过程中可以产生最佳的性能， 但是在常温下合金不很稳定，另一方面添 加Si、Cu、Sn或者Ce后合金的机械性能出现 降低。
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超轻镁锂合金（Mg-Li）
• 中铝郑州研究院生产出超轻镁锂合金大
尺寸规格铸锭 • 尺寸规格：可生产Φ20-Φ300mm高度大于 400mm镁锂合金铸锭 • 可以做各种标准牌号以及非标牌号的镁锂 合金（Mg-Li）
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图 1 镁锂合金笔记本外壳和手机外壳
2、镁锂合金制备方法
2.1 真空熔炼制备镁锂合金 2.1.1真空感应熔炼制备镁锂合金
• 真空脱气作用：真空熔炼活泼金属，达到充分去除H2、 N2、O2的目的。。金属的脱气，可提高金属的塑性和强 度，真空度愈高，温度愈高，脱气时间愈长，有利于金属 的脱气。
真空熔炼优点
郑州轻金属研究院
轻金属材料研究所
•镁锂合金介绍
镁锂合金介绍-1
1、镁锂合金概述
1.1 镁锂合金发展历程 1.2 镁锂合金特点 1.3 镁锂合金应用
2、镁锂合金制备方法
2.1 真空熔炼制备镁锂合金 2.2 熔盐电解制备镁锂合金 2.3 镁锂合金的毒性及生产技术要求
3、合金元素对镁锂合金的影响
3.1 3.2 3.3 3.4 3.5 3.6 铝元素的影响 锌元素的影响 硅元素的影响 铜元素的影响 锆元素的影响 稀土元素的影响
幅度提高。
表 1 AZ31B与LA141组成合金零件质量 零件名称 AZ31B LA141 （单位：g） 减少质量比例/%
雷达反射罩 电子仪器保护盖 电话外壳
586 9.5 712.8
447 7.3 521.4
25 23 27
1.3 镁锂合金应用
• 由于镁锂合金特殊的物理性能以及其作为超轻 材料的性质，可以开拓出更多的应用领域，如笔 记本电脑外壳、手机外壳以及扬声器振膜、仪器 仪表壳体等。图1是郑州轻金属研究院轻金属材料 研究所开发出的镁锂合金材质的笔记本外壳和手 机外壳。
表 2 镁和稀土元素的原子半径和电负性
元素符号 Mg La Ce Pr Nd Y Gd Sc 原子半径/nm 0.160 0.188 0.183 0.183 0.182 0.182 0.178 0.165 与镁原子半径差/% 0 17.3 14 14.3 13.8 12.6 12.6 2.6 电负性 1.31 1.10 1.12 1.13 1.14 1.22 1.20 1.36
镁锂合金的特点
镁锂合金的特点如下：
密度小，是世界上最轻的金属结构材料。
镁锂合金密度为0.95-1.65g/cm³，与铝合金相比可减重45%以上，与镁合金相比可减重15%以上。
铸造性能好。
镁锂合金可以采用压铸或半固态注塑成型。
成型性能优异。
改善了镁合金不易变形的缺点，常温下即可轧制成薄板，并可加工成各种异型材。
机械加工性能优良。
机械加工时对车削速度、走刀量、冷却液无特殊要求，车削至1mm厚时，变形量小于铝合金，最薄可加工至0.5mm。
比强度高、比刚度好。
镁锂合金的比强度通常为(150-200)MPa/(g/cm³)，最高可达250以上；比刚度通常为(27-32)GPa/(g/cm³)。
导电导热性能优良。
优于普通镁合金。
抗震降噪性能突出。
镁锂合金具有比普通镁合金更高的内耗系数，能够将能量消耗于金属内部，可以有效减少震动，提高设备的稳定性。
电磁屏蔽性能优异。
镁锂合金具有比其他镁合金更优异的电磁屏蔽性能，提高了设备的安全性、准确性。
焊接性能好。
镁锂合金只需本体材料即可达到预期焊接性能，可采用TIG焊、激光焊接、搅拌摩擦焊及常规焊接方法进行焊接。
最轻的金属
最轻的金属引言在自然界中，金属是一类常见而重要的物质。
它们具有良好的导电性、热导性和延展性等优秀的物理性质，广泛应用于工业、建筑、电子等领域。
但是，除了常见的金属，还存在一些特殊的金属，它们拥有令人惊奇的特性——极轻。
本文将介绍最轻的金属，并探讨它们的特点及应用。
1. 锂1.1 简介锂是一种非常轻的金属，属于碱金属元素。
它的原子序数为3，密度仅为0.534克/立方厘米。
锂具有较低的熔点和沸点，并且是一种非常活泼的金属。
由于锂与氧反应能得到高能量化合物，因此被广泛应用于电池、合金和核能行业。
1.2 应用1.锂电池：锂电池是目前最轻、最高能量密度的可充电电池，被广泛应用于移动设备、电动汽车等领域。
2.锂合金：将锂合金化可以增强材料的强度和韧性，用于制造航空航天器、汽车零部件等。
3.核能：锂在核能领域有重要的应用，被用作液态金属冷却剂和中子吸收剂。
2. 镁2.1 简介镁是一种轻金属，化学符号为Mg，原子序数为12，密度约为1.738克/立方厘米。
与锂类似，镁是一种活泼的金属，易与氧反应。
镁具有良好的导热性和导电性，同时还具有良好的塑性和韧性。
2.2 应用1.镁合金：由于镁的轻盈和优良的机械性能，镁合金广泛应用于航空航天、汽车、电子等行业。
例如，镁合金可以用于制造航空发动机零部件、汽车车身和手机外壳等。
2.医疗领域：镁在医疗领域有广泛的应用。
例如，镁合金可以用于制造可吸收的内固定器，用于骨折的修复。
3.防腐蚀材料：由于镁具有优良的耐腐蚀性能，因此被用作防腐蚀涂层和耐腐蚀器件的制造材料。
3. 铝3.1 简介铝是一种轻金属，化学符号为Al，原子序数为13，密度约为2.7克/立方厘米。
虽然密度相对较高，但由于其广泛的应用和丰富的资源，铝仍然被认为是一个重要的轻金属。
3.2 应用1.建筑行业：由于铝具有良好的耐腐蚀性和良好的加工性能，在建筑行业中广泛应用于门窗、幕墙、天花板等。
2.包装材料：铝具有良好的抗氧化性和隔热性，被广泛用于食品和药品包装。
镁锂合金标准
镁锂合金标准
镁锂合金是一种轻质、高强度的结构材料，广泛应用于航空、航天、汽车等领域。
以下是对镁锂合金标准的全面解释：
一、成分标准
镁锂合金的成分标准是按照一定的比例混合镁和锂元素，通常采用镁-锂二元合金或镁-锂-其他元素三元合金。
不同成分的镁锂合金具有不同的物理和机械性能，因此需要根据具体应用需求选择合适的成分。
二、物理性能标准
密度：镁锂合金的密度较低，通常在 1.35-1.65g/cm3之间，比常规镁合金轻20%-30%，比铝合金轻40%-50%。
强度：镁锂合金具有高比强度和比模量，其抗拉强度和屈服强度均高于常规镁合金和铝合金。
弹性模量：镁锂合金的弹性模量较高，具有良好的刚性和抗冲击性能。
热膨胀系数：镁锂合金的热膨胀系数较低，具有较好的抗热疲劳性能。
三、机械加工性能标准
镁锂合金具有良好的冷热成型和机械加工性能，可以加工成各种形状和尺寸的零部件。
在加工过程中，需要注意控制温度、速度和切削参数，以避免出现裂纹、变形等问题。
四、耐腐蚀性能标准
镁锂合金在某些环境下容易受到腐蚀，因此需要采取相应的防护措施。
例如，可以在表面涂覆防腐涂层或进行阳极氧化处理，以提高其耐腐蚀性能。
五、安全性能标准
镁锂合金在生产和使用过程中需要符合相关的安全标准，如防火、防爆、防辐射等。
对于某些特定应用领域，还需要满足相应的环保要求。
总之，镁锂合金标准涵盖了成分、物理性能、机械加工性能、耐腐蚀性能和安全性能等多个方面，为镁锂合金的生产和应用提供了指导和依据。
在实际应用中，需要根据具体需求选择合适的镁锂合金并严格遵守相关标准。
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万方数据
开崖应用
多芯ＭｇＢ２／Ｆｅ线（带）的制备和传输临界电流
为把ＭｇＢ２超导体用在像磁体和电缆等 的实际应用中．需要开发线带材。当前，制各 线带材Ｔ艺主要采用粉末装管法（ＰＩＴ）。粉末 装管法常常包括以下工序：把烧制好的ＭｇＢ２ 粉，或按化学计量配比混台的镁粉和硼粉装入 各种金属管中，拉伸成线材或轧制成带村，随 后在９００６Ｃ～１０００４Ｃ进行热处Ｎ（Ｎ选择不同制 度）。因为包覆材料要与超导体接触，所以选 择包覆材料很重要。所选择的包覆材料应不与 镁反应，而且要考虑热膨胀系数的匹配。ＭｇＢ２ 此冷却之后可能产生裂纹。可用的包覆材料有 铁，铝，铌，钒，钽，铪，钨等。其中，铁是最 好的包覆材料。瑞十日内瓦大学最近报道了他 们有关７芯ＭｇＢ２，Ｆｅ（带）的实验结果。实验中 使用标准的纯度为９８％的商用ＭｇＢ２粉，困为 买来的粉粒比较粗．所以研磨了２ｈ。ｌ：艺的 整个装粉操作都是在氩气氛保护下进行的。实 验结果表明，双轴轧制，及随后在９５０。Ｃ退火 的方截面样品具有最高的Ｊ。值，在４．２Ｋ，２Ｔ磁 场下Ｊｃ达到１
１８稀有金荐快报２００２年第１０期
于１９９８年实现了ＴｉＡＩ基台金的赛车发动机增 压器涡轮的实用化。
１合金开发
要进行ＴｉＡＩ基合金的实用化．必须要改 善宝温延性、高温强度和抗氧化性。通过添加 铬、锰、钒可改善室温延性，添加硅和钨可改 善蠕变强度，加入铌、钼、钨、钽、硅对改善抗 氧化性都很有效。选｝｝ｊ一：元台金中性能最好的 Ｔｉ．３３．５％Ａ１为基体台金，加入优化的铬、硅、
稀有金属快报２００２年第ｌｏ期１７
万方数据
孵崖应用
合金的挤压速度可达１００ｒｒｄｍｉｎ。以Ｂ相为基 的ＭＡｌ８和ＬＡｌ４１Ａ台金的工艺塑性不弧于 大多数低台金化铝合金，大大高于常规镁合 金。ＭＡｌ８和ＬＡｌ４１Ａ台金的挤压和冷镦变形 率可达５０％ＤＡ上。简单形状的板状零件可采ｆ：｝ｊ 锂合金的可焊接性好，焊缝强度可迭基体金属 的９０％，但车削加工性差。 ＭＡｌ８．｝／ＩＬＡｌ４１Ａ镁锂台金是超轻型的金 属结构材料，可用于制造在室温和低温条件下 使＿Ｌ｝ｊ的小负载焊接结构，诸如丁作温度不超过 ６０。Ｃ、承受压应力和剪切应力的航空航天Ｊ【｛ｊ途 仪器仪表零件等。
冷冲压的方法生产，而加工复杂形状的零¨耐
只需将模具加热到１００℃￣２００℃就可以了。镁
垡望鱼垒垫避丝堂Ｉ塑旦２
（宁兴龙供稿）
ＴｉＡｌ基合金在汽车发动机上的应用
以金属间化合物ＴｉＡＩ为基的台金密度只 有铁基或镍基高温合金的～半，且高温比强度 高，作为轻质耐热材料非常引人注目。在飞机 和汽车发动机中部期待着ＴｉＡＩ基合金的实用 化，以降低燃料费，减少排放量。但是，实际 上，由于ＴｉＡＩ基合金室温塑性低，高温强度、 抗氧化性不足，制造困难等，使实用化相当困 难。日本大同特殊钢公司自１９８５年开展ＴｉＡｌ 基合金的实用化研究以来，开发了Ｔｎｌ基合 金近净形加：Ｌ的精密铸造和接合等相关技术，
ｐ＝１．３６９／ｃｍ３
和俄罗斯的ＭＡｌ８合金ｐ＝１．４８９／ｃｍ３、。 镁锂合金的主要合金化添加荆有铝、锌、 锰，俄罗斯的镁锂合金还添加有少量的铯，
／ＶＵ～２
１合金还含存４％巧％的镉。镁锂合金的 向镁中加入锂，可显著提高其塑性，降低
机械性能示１：表中。 变形加工温度１５０ ４Ｃ～３００ ４Ｃ，改善塑性变形条 件，提高变形速度及变形率。ＭＡ２１和ＭＡｌ８
１０。６／Ｋ）高，比铁（１１．８Ｘ
１０弧）
镍（１２．８×１０。，Ｉ（）低．而铜（１６．７×１０４／Ｋ）乖１不锈 钢（１８×ＩＯ－６Ｎ）ＪＬ乎是ＭｇＢ２的２倍。从热膨胀 的角度考虑，用钽和铌作包覆层不太合适，由 于ＭｇＢ２的芯丝不能受到预压应力的作用，因
最轻的金属结构材料一镁锂合金
镁锂合金是最轻的金属结构村料，密度只 有１．３０９／ｃｍ３ １．６５９／ｃｍ’，比标准镁合金轻ｌｏ％ｒ ３０％。这种合金具有一系列优点和特点：单位弹 性模量高、抗压屈服极限超出普通镁台金２／３～ ｌ倍、对缺口不敏感、冲击韧性好、抗弯强度大、 机械性能的各向异性不明显、塑性好、容易变 形加、上＝、容易焊接成形、比热容量大、导热性低。 根据镁锂台金中锂含量的不同，二元合金 及多元合金可｛ｒ不同的晶体结构、不同的物理 机械性能及＿丁艺性能。镁锂台金一般分为３ 种类型： １、锂含量小于５．７％的合金，这类合金以 锂在镁中的ａ阎溶体为基，具有密排六方结 构，无工业用途台金。 ２、锂含量为５．７％－－，１０．３％的合金，这类台 金具有（ｎ＋Ｂ）两相组织。 ３、锂含量大于１０．３％的超轻合金，这类合 金的基体为镁与锂的０陶溶体，具有体心立方 组织。工业合金的锂含量一般要达到１５％，代 表性牌号有美国的ＬＡｌ４１Ａ合金ｆ
１ ｘ ｌＯＳＡ／ｃｍ２。估计在４．２Ｋ，自场
的室温线热膨胀系数（８．３×１０４∞近４×１０５Ａ／ｃｍ２。变形方法不同对临 界电流密度有很大影响，与～般的孔型轧制相 比，双轴轧制可以增加粉芯的密度．囡而。使 临界电流增加。线材的尺寸大小对传输临界电 流的影响不犬。 （刘春芳）