超輕鎂合金

super-light magnesium alloy

主要指鎂鋰合金，是結(jié)構(gòu)金屬材料中最輕的一種合金。

相對密度為1.30～1.65t/m3，強度較高，特別是壓縮屈服強度顯著高于其他鎂合金。具有良好的塑性和韌性(包括低溫韌性)，缺口敏感性小，容易加工和焊接。

這類合金按組織不同可分為三類：α型合金(含有4.5%～6.0%鋰和5.0%～6.0%鋁，余為鎂)、α β型合金(含有7.0%～10.0%鋰，4.0%～6.0%鋁，余為鎂)和β型合金(含有10.0%～11.5%鋰，0.5%～1.0%鋁，余為鎂)。

為了提高強度，還往往加入鋅、錳、鎘、鈰等元素。這類合金可以通過熱處理進行強化。由于鋰的化學性質(zhì)活潑，熔鑄工藝比較復雜；抗蝕性低于其他鎂合金，且有較嚴重的應力腐蝕傾向。2100433B

背景介紹

浙江大學高分子系高超教授的課題組制備出了一種超輕氣凝膠。它刷新了世界上最輕材料的紀錄，擁有高彈性和強吸油能力。這種被稱為“全碳氣凝膠”的固態(tài)材料密度為每立方厘米0.16毫克（拋出空氣密度），僅是空氣密度的1/6。 專家介紹，氣凝膠是入選吉尼斯世界紀錄的最輕的一類物質(zhì)，因其內(nèi)部有很多孔隙，充斥著空氣，故而得名。 1931年，美國科學家用二氧化硅制得了最早的氣凝膠，外號 “凝固的煙”。2011年，美國HRL實驗室、加州大學歐文分校和加州理工學院合作制備了一種鎳構(gòu)成的氣凝膠，密度為0.9毫克/立方厘米，創(chuàng)下了當時最輕材料的紀錄。把這種材料放在蒲公英花朵上，柔軟的絨毛幾乎沒有變形。 我國的石墨儲備非常豐富，占全世界的2/3。科學研究人員一直在探索石墨高效利用的方法。“把石墨變成石墨烯（一種由碳原子構(gòu)成的單層片狀結(jié)構(gòu)），其價值可以上升數(shù)千倍?！备叱恼n題組經(jīng)過五六年的探索，制備出了一維的石墨烯纖維和二維的石墨烯薄膜。打算把石墨烯做成三維多孔材料來打破這美國科學家的紀錄。

• 制作簡便，其形狀、尺寸可任意調(diào)節(jié)

在世界已誕生的成果中，高超課題組制備的“碳海綿”仍是最輕紀錄保持者?？蛇_到0.16毫克/立方厘米，低于氦氣的密度。

• 大規(guī)模制造成可能

科學家聲稱，氣凝膠的基本制備原理是除去凝膠中的溶劑，讓其保留完整的骨架。在以往制備氣凝膠的案例中，科學家主要采用溶膠—凝膠法和模板導向法。前者可以批量合成，但是可控性差；后者能產(chǎn)生有序的結(jié)構(gòu)，但依賴于模板的精細結(jié)構(gòu)和尺寸，難以大量制備。

高超課題組另辟蹊徑，探索出無模板冷凍干燥法：將溶解了石墨烯和碳納米管的水溶液在低溫下凍干，便獲得了“碳海綿”，并且可以任意調(diào)節(jié)形狀，令生產(chǎn)過程更加便捷，也使這種超輕材料的大規(guī)模制造和應用成為可能。

• 性能優(yōu)越，高彈性、強吸附，應用前景廣闊

據(jù)專家介紹，“碳海綿”具備高彈性，被壓縮80%后仍可恢復原狀。它對有機溶劑具有超快、超高的吸附力，是迄今已報道的吸油力最高的材料?，F(xiàn)有的吸油產(chǎn)品一般只能吸自身質(zhì)量10倍左右的液體，而“碳海綿”的吸收量是250倍左右，最高可達900倍，而且只吸油不吸水?！按笪竿酢背杂袡C物的速度極快：每克這樣的“碳海綿”每秒可以吸收68.8克有機物。 20世紀，實驗室正在對這一材料的吸附性能進行進一步的應用性研究?？蒲腥藛T聲稱，“碳海綿”還可能成為理想的相變儲能保溫材料、催化載體、吸音材料以及高效復合材料。不過很難準確預計其應用領(lǐng)域與前景，還得依靠社會以及產(chǎn)業(yè)界的想象力，讓這個新材料走出實驗室，實現(xiàn)應用價值。

本書主要研究了毫米級孔多樣化超輕多孔金屬的發(fā)展、超輕多孔金屬的孔結(jié)構(gòu)、多樣化通孔多孔鋁合金的制備及孔結(jié)構(gòu)控制、鋁熔體在多孔介質(zhì)中滲流過程、多孔鋁合金的性能及應用等內(nèi)容。

耐蝕鎂合金是指鐵、銅、鎳等雜質(zhì)含量很低的高純鎂合金，也泛指Mg-Mn系等耐蝕性較好的鎂基合金 。