【正文】 kylark) 試驗火箭以及“偵察兵” （Scout）衛(wèi)星發(fā)射火箭中的關鍵部件均大量用鎂合金制造。最近，日本 “罐式”衛(wèi)星的關鍵部件、空間站上的機器人等都用鎂合金制造。衛(wèi) 星：美國“發(fā)現(xiàn)號”(discoverer)衛(wèi)星總重量為 1500 磅，其中 1/3 為鎂稀土（MgTh）合金；第一顆“Echo”衛(wèi)星和通訊衛(wèi)星（Telstar）中一些關鍵部件均用鎂減輕重量；“探險者”III 號(Explorer III)和“先鋒”(Pioneer)V號衛(wèi)星也都大量用上了鎂合金。導 彈：鎂合金已被美、英等國廣泛用于導彈的關鍵構件上，其中：“泰坦” ， （Titan）號導彈用鎂 2022 磅，49%用于蒙皮；“獵鳥” （Falcon）導彈上結構件 90%用鎂；“狼牙棒”(Mace)導彈用變形鎂 1500 磅，鑄造鎂 300 磅；“師那克” （Snark）導彈用變形鎂 1500 磅，鑄造鎂 330 磅；“奈基式”I 型（NikeHercules）地對空導彈用變形鎂 40 磅和鑄造鎂 200 磅；與之相關的地面移動電子控制設備也用大量鎂。.總之，作為空天飛行器的結構材料，鎂合金的綜合性能的優(yōu)勢是十分明顯的。在航空、航天等高科技領域中有巨大的發(fā)展空間，其應用正方興未艾，見下表。表 3 美國導彈上用的鎂鎂合金 導 彈 結 構板 材 彈體外殼，加強件（肋） ，成型的隔板和環(huán)，表面的蒙皮和肋條，發(fā)動機進氣管和導管，機頭錐和發(fā)動機整流罩，外整流罩；組裝的門，雷達天線，電子部件箱和框架結構，氣動系統(tǒng)助推器擠 壓 件 彈體，桁條，桁梁，支持件，托件，波導管，布線和液體管包皮；發(fā)達機部件和支持件；彈體環(huán)，風扇，地面支撐設備飛機：鎂合金被廣泛應用于飛機發(fā)動機，飛機框架和落地輪，駕駛艙和熒光屏。例如，英國“慧星” ， （Comet） ， “不列顛”(Britannia)和“三叉戟”(Trident)等飛機上均用上大量鑄造鎂合金：每架飛機上用鎂達幾百磅。 “V”型18 / 21轟炸機（英國）：一架用變形鎂合金達 1 噸；S55 直升機（英國）：變形鎂合金蒙皮用了 260 磅；在美國 F80C 全鎂飛機；B36 型轟炸機（用鎂 19000 磅） ；B52 型轟炸機(美國)（用鎂 14000 磅） ；此外，美國的新世界飛機(New World)，B47 型轟炸機，J33 噴氣機和“云雀” （Skyrocket）實驗高速飛機都應用大量鎂。核工程：用于核材料裝罐封存。 核工程輔件；其它軍工：魚雷殼體；穿甲彈彈托；地面設備；軍事運輸?shù)?。?jù)報道，美國 AM General “癟氣能跑”的汽車的輪子裝上 公斤的鎂壓鑄環(huán)。一旦汽車輪胎被扎漏氣，有了這種鎂壓鑄環(huán)，汽車還能以 48 公里/小時的速度跑一個小時。該公司在未來五年內(nèi)為美國陸軍提供 5000 輛這種“癟氣能跑”汽車。此外，它還可以用于救護車等。（2）鎂合金在民用工業(yè)上的應用A．汽車工業(yè)當今汽車工業(yè)，節(jié)能、安全、環(huán)保成為發(fā)展的三大主題。汽車材料的生產(chǎn)應用與此密切相關，汽車生產(chǎn)者積極開發(fā)和應用新型汽車材料，減輕汽車質量、降低燃油消耗，提高結構強度，改善 NVH（噪聲、振動、沖擊）指標。美國于1994 年提出了新一代交通工具（PNGV）的合作計劃，其目標是要生產(chǎn)出消費者可以承受的，百公里油耗 3 升的六人載客汽車，而整個汽車要由 80%以上的部件是可以回收的，此外還提出了平均燃油標準（CAFE），也就是說汽車重量每減少 10%，燃油經(jīng)濟性提高 %，排放相應減少。在歐洲，人們也提出了 3 公升汽油轎車的概念，希望將二氧化碳排放由目前的 183mg/km 降低到 2022 年的120mg/km。目前，我國汽車工業(yè)正以超常規(guī)的速度迅速發(fā)展，巨大的人口基數(shù)意味著家庭轎車的普及將要消耗難以估計的石油資源。我國是一個貧油國家，石油資源的短缺使我們不得不把節(jié)約石油放在國家戰(zhàn)略的高度，同時降低汽車排放來保護環(huán)境也是我們不得不關注的問題。隨著環(huán)境保護和可持續(xù)發(fā)展呼聲的日益高漲，必然要求汽車輕量化和提高燃料經(jīng)濟性，采用鎂合金制造汽車零件，不僅能夠減輕汽車自重、提高燃料利用率、減少環(huán)境污染，而且可以提高汽車的駕駛性能和安全性。因此，各大汽車公司已經(jīng)將鎂合金制造汽車零部件作為重要的發(fā)展方向。表 4 汽車上鎂合金零件替代情況代替前重量(Kg)代替后重量(Kg)減輕率(%) 輕量化量(Kg)車身 58 19 / 21內(nèi)飾件 33 動力總成(發(fā)動機)()()35(34)()懸掛件 58 剎車 54 各種固定件 50 方向盤支架 30 B．鎂合金在其它行業(yè)的應用在高速列車、磁懸浮列車和城市軌道交通工業(yè)中使用鎂合金零部件也都具有良好的減重、節(jié)能和降噪的效果。此外，對于 3C 產(chǎn)業(yè)（Computer，munication，consumption，即計算機、通訊、消費性電子）中的產(chǎn)品零件，鎂合金是極佳的零件材料選擇對象。鎂合金用于制造手機、筆記本電腦和數(shù)碼相機等數(shù)字產(chǎn)品的外殼，具有強度高和電磁屏蔽性好的優(yōu)點。近年來，日本和我國臺灣地區(qū)鎂合金 3C（Computer。 Communication。 Consumer Electroics Products）產(chǎn)品，如筆記本電腦、手機 CD 機、攝像機、數(shù)字相機、攝影儀、MD、電風扇、空調、洗衣機，的生產(chǎn)急劇增長。由于這些領域的開拓，鎂的用量驟增，據(jù)統(tǒng)計，在全球范圍內(nèi)，已連續(xù) 10 年保持增長率大于 20%，這在近代工程金屬材料中前所未有。技術原形中國科學院的主要研究領域包括鎂合金材料的研制（鎂鋁合金、鎂稀土合金等、金屬改性等） 、制備和加工技術、鎂合金表面處理技術等。自九十年代末期，投入了大量研究力量，對鎂合金方面的課題進行攻關，取得了一系列成果，擁有一支高學水平的鎂合金及其加工研究開發(fā)隊伍，在鎂合金研究與發(fā)展方面積累了雄厚的基礎。4．1 表面處理技術鎂合金表面陶瓷化處理工藝主要用于電子產(chǎn)品的外殼和汽車、摩托車的零部件，是科技部十五科技攻開的主要課題。經(jīng)過表面陶瓷化處理的鎂合金產(chǎn)品，具有耐腐蝕、耐磨、強度高、屏蔽性好，外觀光滑美觀等優(yōu)點。中科院已開發(fā)出具有自主知識產(chǎn)權、環(huán)保性能好、成本低的鎂合金高頻雙極性脈沖陽極氧化技術、鎂合金復合電沉積協(xié)和涂層（Synergistic coating）等技術、化學轉化涂層技術、耐蝕性能表征等方面具有雄厚的技術基礎。20 / 214．2 新合金的主要技術指標自 1999 年開始，中科院進行了新型耐熱鎂合金和高強鎂合金的研究，通過大量的研究和探索，取得了重要進展。大幅度提高了鎂合金在室溫和高溫（120～200℃）的強度和抗蠕變性能，并初步形成了一個低成本耐熱鎂合金的成分系列。在高強高韌性鎂合金的研究方面也取得了重要進展。目前所研制和開發(fā)的系列合金的整體水平已接近國際先進水平。與目前報道的指標相比，相關指標均達到國際先進水平。4．3 鎂合金成形技術 鎂合金壓鑄 壓鑄鎂合金的工業(yè)應用獲得了實質性進展。鎂合金具有良好的充型能力，充型后凝固速度較快，對壓鑄型的熱沖擊較小，可用于壓鑄薄壁件而不會出現(xiàn)熱裂和欠鑄等缺陷。鎂合金減輕壓鑄型的熱疲勞現(xiàn)象，延長壓鑄型的使用壽命，縮短壓鑄件的留型時間，壓鑄生產(chǎn)速率比鋁合金快約 75%。鎂合金與鐵基本不發(fā)生反應，不侵蝕鋼坩堝和壓鑄型，既避免了坩堝對鎂合金液的污染，又延長了鋼坩堝和壓鑄型的壽命，使得鎂合金不但象鋁合金一樣可用于冷室壓鑄機壓鑄，而且可以用效率更高的熱室壓鑄機壓鑄。鎂合金的收縮率均勻一致，脫型力比鋁合金低 20%30%，因而，鎂合金壓鑄件不但具有較高的尺寸精度，而且其壓鑄件的清理能耗不到鋁合金壓鑄件 60%。采用壓鑄技術將鎂合金用于汽車產(chǎn)業(yè)，生產(chǎn)汽車零部件（如變速箱殼體、缸蓋、儀表盤覆蓋件等），則可大大減輕汽車重量，實現(xiàn)高速、低油耗，提高汽車質量、增強競爭力，使我國的汽車制造的整體水平上一個新的臺階。. 鎂合金半固態(tài)鑄造 鎂合金半固態(tài)鑄造成形技術原理是將熔融的液態(tài)鎂合金冷卻到液、固相溫度范圍內(nèi)進行強烈攪拌，得到一種液固相共存的混合漿料，然后將這種半固態(tài)金屬漿料鑄造成形，獲得具有細晶粒、非枝晶組織的高性能鎂合金零件。 半固態(tài)金屬鑄造成形克服了傳統(tǒng)鑄造成形的易產(chǎn)生縮孔、縮松、氣孔及尺寸偏差等缺點，具有成形溫度低（鎂合金至少可降低 50－100 攝氏度） ，延長模具壽命，節(jié)約能源，改善生產(chǎn)條件和環(huán)境，提高鑄件質量（減少氣孔和縮孔） ，減少加工余量等許多優(yōu)點。 近年來國際上半固態(tài)金屬加工技術和研究是國際金屬加工技術研究熱點， 而以鎂合金為代表的輕合金異軍突起，以每年 20％的速度快速增長，并可代替工程塑料，以滿足 3C(計算機、通訊、電子)產(chǎn)品輕、薄、小型化高集成度以及21 / 21環(huán)保方面的市場需求成為現(xiàn)代汽車和 3C 的產(chǎn)品首先材料。如果生產(chǎn)制造各種鎂合金半固態(tài)成形件，使之成為科技含量高、附加值高的終極產(chǎn)品。產(chǎn)品應用廣泛，市場前景十分看好，經(jīng)濟效益可觀。4．4 鎂合金變形產(chǎn)品中科院最近幾年對 AZ3AZ6ZK60、稀土鎂合金、鎂鋰和快凝鎂合金等系列的變形鎂合金進行了研究，并開發(fā)出鎂合金板材、管材，棒材、型材等。中國人口眾多，3C 產(chǎn)品、汽車、建筑、航空和航天等產(chǎn)業(yè)的需求量非常大。據(jù)不完全統(tǒng)計，我國 1997 年的筆記本電腦銷售量為 17 萬臺，2022 年增長到 45萬臺（年平均增長率為 39%） ，僅以筆記本電腦的 50%采用變形鎂合金外殼產(chǎn)品計（按國際行情鎂合金筆記本電腦壓鑄外殼 12 美元） ，將產(chǎn)生高達 2～3 億人民幣的直接經(jīng)濟效益，還可以帶動其它相關企業(yè)的發(fā)展。如果把變形鎂合金推廣到其他 3C 產(chǎn)品和其它領域：包括交通運輸用型材、汽車外部部件、建筑用型材、軍工產(chǎn)品等內(nèi)的應用，所產(chǎn)生的經(jīng)濟效益更為可觀。