镁:未来的超级材料

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【大纪元5月23日讯】(大纪元记者陈俊村编译报导)镁在高温下燃烧会产生明亮的白光,因而成为烟火或实验室中常见的材料。据最近的一项研究指出,由于镁同时具有重量轻、易于回收等优点,将来或可成为应用面极广的超级材料。

良好的金属特性

据五月份《科学》(Science)期刊发表的一篇研究报告指出,由于人们迫切需要重量更轻、更具能源效率、更环保的材料,镁的特性可能使它成为未来的革命性原料,如果镁在使用上的限制能够突破的话,从汽车、电池到行动电子设备等任何产品,几乎都可以使用这种理想材料。

美国加州大学圣塔芭芭拉分校(University of California Santa Barbara)材料工程师波洛克(Tresa Pollock)表示,镁是地表第八常见的元素,也可从海水中提炼出。镁在使用上的限制激发人们钻研如何更广泛地使用它。

镁具有重量轻的特性,它的密度比铝小30%,比钢小四分之一,与很多塑胶材质差不多。由于它也有易于回收的优点,比从石油提炼出的轻型塑料更环保,因而能成为其替代品。

汽车制造商计划增加汽车内的镁元素,从目前一般汽车的11至13磅增加至99至353磅(45至160公斤)。据估计,汽车重量减轻大约50磅(22.5公斤),可以提升燃料效率大约1%。美国各地的汽车减少1%的油料消耗,每天将可减少10万桶石油的耗用。

对于可充电电池,包括能储存太阳能的液态电池而言,镁在使用上似乎也大有可为。这种金属元素具有良好的电磁和无线射频防护特性,使其成为手机、电脑机壳和照相机等产品的绝佳材料。

利用合金解决应用上的限制

镁在应用上的最大限制之一是,它的六角形原子结构相当坚硬,制造商较难将其卷绕、挤压或延伸成他们需要的形状。

有一个可行方案是试做镁和其它元素的金属合金,以寻求最佳组合。某些稀土元素,例如:钇、镧、铈和钕等,可以强化镁合金的结构和性质,但因为物以稀为贵,此类合金的成本也会增加。

研究人员最近也创造出以铝、钙和镁等元素为基础的新型低成本合金,或许可以用来制造汽车动力系统中重量轻、温度高的元件。

也许最有前途的的未来合金尚未发现。新的电脑模型使科学家和工程师得以预测、甚至测试新合金的优缺点,进而加速材料设计和改革的速度。

波洛克指出,拜高精确性模拟工具所赐,人们可以探索更多的合金组合,新的最佳解决方案的可能性因而大幅增加。

(http://www.dajiyuan.com)

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