Թեթև մետաղներ: Ալյումին, Տիտղոս, և մագնեզիում

Այսօրվա արագ զարգացող ոլորտներում, Նյութերի պահանջարկը, որոնք համատեղում են ուժը նվազեցված քաշի հետ, երբեք ավելի մեծ չի եղել.

Թեթև մետաղները հեղափոխել են արտադրանքի նախագծման և արտադրության ձևը, օդատիեզերական ոլորտում նորարարությունների հնարավորություն տալը, ավտոմոբիլային, Սպառողական էլեկտրոնիկա, և դրանից դուրս.

Այս նյութերը օգնում են նվազեցնել էներգիայի սպառումը, բարելավել կատարումը, և բացել ստեղծագործական ինժեներական լուծումների հնարավորությունները.

Այս մետաղների թվում, ալյումին, տիտղոս, մի քանազոր մագնեզիում ամենաակնառուներն են. Յուրաքանչյուրն առաջարկում է եզակի առանձնահատկություններ, որոնք այն դարձնում են անփոխարինելի իր համապատասխան ծրագրերում.

Այս ուղեցույցում, մենք կուսումնասիրենք հատկությունները, առավելություններ, և այդ մետաղների օգտագործումը և քննարկել դրանց աճող կարևորությունը ժամանակակից արտադրության և կայունության մեջ.

1. Ինչու են կարևոր թեթև մետաղները

Թեթև նյութերի անհրաժեշտությունը պայմանավորված է մի քանի գործոններով:

• Վառելիքի արդյունավետություն: Ավտոմոբիլային և օդատիեզերական արդյունաբերության մեջ, մեքենայի քաշի նվազեցումը կարող է զգալիորեն բարելավել վառելիքի արդյունավետությունը, հանգեցնելով շահագործման ծախսերի նվազմանը և շրջակա միջավայրի վրա ազդեցության նվազեցմանը.
• Դիզայնի ճկունություն: Թեթև մետաղները թույլ են տալիս ավելի նորարարական և բարդ ձևավորումներ ստեղծել, ինչը կարող է բարելավել արտադրանքի կատարողականությունը և գեղագիտությունը.
• Կայունություն: Քաշը նվազեցնելու միջոցով, այս մետաղները նպաստում են ածխածնի արտանետումների նվազմանը և ավելի կայուն արտադրական գործընթացներին.

Քաշի նվազեցումը ոչ միայն բարելավում է կատարողականությունը, այլև նվազեցնում է ծախսերը, making lightweight metals a vital component in modern engineering and design.

2. Ալյումին: Բազմակողմանի թեթև մետաղ

Պատմություն և բացահայտում

• 1825: Danish chemist Hans Christian Oersted first isolated aluminum by reacting anhydrous aluminum chloride with potassium amalgam.
• 1845: German chemist Friedrich Wöhler produced aluminum in a more recognizable metallic form.
• 1886: The Hall-Héroult process, independently developed by American Charles Martin Hall and Frenchman Paul Héroult, revolutionized aluminum production by making it economically viable on a large scale.

Ֆիզիկական հատկություններ

• Խտություն: 2.7 գ / սմ, making it one of the lightest structural metals.
• Հալման կետ: 660° C (1220° f).
• Եռման կետ: 2467° C (4472° f).
• Էլեկտրական հաղորդունակություն: 61% that of copper, making it a good conductor of electricity.
• Mal երմային հաղորդունակություն: 237 Վ/(m·K) սենյակային ջերմաստիճանում, excellent for heat transfer applications.
• Ռեֆլեկտիվություն: Reflects up to 95% of visible light and 90% of infrared radiation, useful in reflective surfaces and coatings.

Մեխանիկական հատկություններ

• Բերք տալ ուժ: Տատանվում է 15 դեպի 70 MPa for pure aluminum, but can reach up to 240 MPa in alloys like 6061-T6.
• Առաձգականություն: Բարձր ճկունություն, թույլ տալով, որ այն հեշտությամբ ձևավորվի և ձևավորվի.
• Կոռոզիոն դիմադրություն: Գերազանց շնորհիվ ձևավորման բարակ, պաշտպանիչ օքսիդ շերտ իր մակերեսին.
• Հոգնածության դիմադրություն: Լավ, այն հարմարեցնելով կրկնվող սթրեսի կիրառման համար.
• Զոդում: Ընդհանրապես լավ, թեև որոշ համաձուլվածքներ կարող են պահանջել հատուկ տեխնիկա.

Արտադրություն և վերամշակում

• Արդյունահանում: Ալյումինը հիմնականում արդյունահանվում է բոքսիտի հանքաքարից, որը պարունակում է 30-60% ալյումինի օքսիդ (կավահող).
• Զտում: Բայերի պրոցեսն օգտագործվում է բոքսիտը կավահողի վերածելու համար. Սա ներառում է բոքսիտի լուծարումը նատրիումի հիդրօքսիդի լուծույթում բարձր ջերմաստիճաններում և ճնշումներում, որին հաջորդում են ֆիլտրումը և տեղումները.
• Հափշտակում: Hall-Héroult պրոցեսը էլեկտրոլիզացնում է հալված կավահողին կրիոլիտի բաղնիքում (Na₃AlF6) մոտավորապես 950°C ջերմաստիճանում՝ ալյումինե մետաղ արտադրելու համար.
• Լեգիրում: Մաքուր ալյումինը հաճախ համաձուլվում է պղնձի նման տարրերով, մագնեզիում, սիլիկոն, և ցինկը՝ իր հատկությունները բարձրացնելու համար.
• Ձևավորում: Ալյումինը կարող է ձուլվել, գլորվել, արտամղված, և կեղծվել տարբեր ձևերի և ձևերի, դարձնելով այն շատ բազմակողմանի արտադրության մեջ.

Առավելություններ

• Թեթեւակի: Պողպատի քաշի մեկ երրորդը, կարևոր է քաշի նկատմամբ զգայուն ծրագրերի համար.
• Կոռոզիոն դիմադրություն: Պաշտպանիչ օքսիդային շերտը կանխում է հետագա օքսիդացումը, երկարատև աշխատանքի ապահովում.
• Վերամշակելիություն: Սա կարող է անորոշ ժամանակով վերամշակվել՝ առանց որակը կորցնելու, դարձնելով այն բարձր կայուն. Ալյումինի վերամշակումը պահանջում է միայն 5% նոր ալյումինի արտադրության համար անհրաժեշտ էներգիայի քանակը.
• Առողջություն: Բարձր ձևավորելի, թույլ տալով բարդ և բարդ ձևավորումներ.
• Ther երմային եւ էլեկտրական հաղորդունակություն: Հիանալի է ջերմափոխանակիչների և էլեկտրական ծրագրերի համար.
• Գեղագիտական ​​բողոքարկում: Հարթ, փայլուն մակերես, որը կարող է ավարտվել տարբեր ձևերով, բարձրացնելով նրա տեսողական գրավչությունը.

Ծրագրեր

• Ավտոմոբիլային:

• • Մարմնի վահանակներ: Նվազեցնում է մեքենայի քաշը, վառելիքի արդյունավետության բարձրացում.
  • Անիվներ: Թեթև և դիմացկուն, կատարողականի բարձրացում.
  • Շարժիչի բլոկներ: Օգնում է կառավարել ջերմությունը և նվազեցնել քաշը.
  • Օրինակ: Ford F-150 պիկապ բեռնատարը, ներմուծվել է 2015, ունի ամբողջովին ալյումինե կորպուս, նվազեցնելով իր քաշը 700 ֆունտներով և վառելիքի տնտեսության բարելավում մինչև 25%.

• Օդատիենտ:

• • Ինքնաթիռի կառուցվածքներ: Ուժի և քաշի բարձր հարաբերակցությունը կարևոր է.
  • Թևեր և ֆյուզելաժներ: Ընդլայնված ալյումին-լիթիումի համաձուլվածքներ, 15% ավելի թեթև, քան ավանդական ալյումինե համաձուլվածքները, բարձրացնել վառելիքի արդյունավետությունը.
  • Օրինակ: Բոինգը 787 Dreamliner-ն օգտագործում է այս առաջադեմ համաձուլվածքները՝ արդյունավետությունը բարելավելու համար.

• Շինարարություն:

• • Պատուհանների շրջանակներ: Թեթև և կոռոզիակայուն.
  • Դռներ: Երկարակյաց և էսթետիկորեն հաճելի.
  • Տանիքածածկույթ եւ ծածկույթ: Երկարակյաց և եղանակին դիմացկուն.
  • Օրինակ: Բուրջ Խալիֆա Դուբայում, աշխարհի ամենաբարձր շենքը, օգտագործում է ավելի 28,000 ալյումինե վահանակներ դրա արտաքին ծածկույթի համար.

• Փաթեթավորում:

• • Ըմպելիքների բանկա: Թեթև և վերամշակելի.
  • Փայլաթիթեղ: Խոչընդոտի հատկություններ և հեշտ ձևավորվող.
  • Սննդի փաթեթավորում: Պաշտպանում է բովանդակությունը և լայնորեն վերամշակվում է.
  • Օրինակ: Ավարտվել է 200 տարեկան արտադրվում է միլիարդ ալյումինե տարաներ, մոտ վերամշակման արագությամբ 70%.

• Էլեկտրոնիկա:

• • Ջերմային լվացարաններ: Գերազանց ջերմային հաղորդունակությունը օգնում է կառավարել ջերմությունը.
  • Պարիսպներ: Թեթև և դիմացկուն.
  • Տպագրված տպատախտակներ: Ապահովում է բաղադրիչների կայուն հիմք.
  • Օրինակ: Շատ նոութբուքեր և սմարթֆոններ օգտագործում են ալյումինե պատյաններ՝ ջերմության կառավարումը և ամրությունը բարելավելու համար.

• Սպառողական ապրանքներ:

• • Խոհիչ: Ջերմության հավասարաչափ բաշխում և թեթևություն.
  • սպասք: Երկարակյաց և հեշտ մաքրվող.
  • Կենցաղային իրեր: Բազմակողմանի և երկարակյաց.
  • Օրինակ: Ալյումինե սպասքը հայտնի է խոհարարների և տնային խոհարարների շրջանում իր կատարողականության և օգտագործման հեշտության համար.

3. Տիտղոս: Ուժեղ, բայց թեթև մրցակիցը

Պատմություն և բացահայտում

• 1791: Ուիլյամ Գրեգոր, բրիտանացի հոգեւորական, և հանքաբան, հայտնաբերել է տիտան Քորնուոլում, Անգլիա, սև ավազի տեսքով նա անվանեց «մենախանիտ»:
• 1795: Մարտին Հենրիխ Կլապրոտ, գերմանացի քիմիկոս, ինքնուրույն հայտնաբերել է ռուտիլ հանքանյութի տարրը և այն անվանել «տիտան» հունական դիցաբանության տիտանների անունով.
• 1910: Մեթյու Հանթերը և նրա թիմը General Electric-ում մշակեցին Hunter գործընթացը, որն արտադրում էր մաքուր տիտանի մետաղ.
• 1940ս: Ուիլյամ Ջ. Քրոլը մշակել է Kroll գործընթացը, ավելի արդյունավետ մեթոդ տիտանի արտադրության համար, որը կիրառվում է մինչ օրս.

Ֆիզիկական հատկություններ

• Խտություն: 4.54 գ / սմ, դարձնելով այն ավելի թեթև, քան պողպատը, բայց ավելի ծանր, քան ալյումինը.
• Հալման կետ: 1668° C (3034° f).
• Եռման կետ: 3287° C (5949° f).
• Էլեկտրական հաղորդունակություն: Համեմատաբար ցածր, մասին 13.5% that of copper.
• Mal երմային հաղորդունակություն: Չափավոր, մասին 21.9 Վ/(m·K) սենյակային ջերմաստիճանում.
• Ռեֆլեկտիվություն: Բարձր, հատկապես հղկված ձևերով, արտացոլելով մինչև 93% տեսանելի լույսից.

Մեխանիկական հատկություններ

• Բերք տալ ուժ: Բարձր, սովորաբար սկսած 345 դեպի 1200 MPa կախված խառնուրդից.
• Առաձգական ուժ: Գերազանց, հաճախ գերազանցում է 900 MPa բարձր ամրության համաձուլվածքներում.
• Առաձգականություն: Լավ, թույլ տալով, որ այն ձևավորվի և ձևավորվի.
• Կոռոզիոն դիմադրություն: Բացառիկ՝ իր մակերեսի վրա պասիվ օքսիդային շերտի ձևավորման պատճառով.
• Հոգնածության դիմադրություն: Շատ լավ, դարձնելով այն հարմար ցիկլային բեռնում ներառող ծրագրերի համար.
• Զոդում: Լավ, չնայած այն պահանջում է շրջակա միջավայրի մանրակրկիտ վերահսկողություն՝ աղտոտումը կանխելու համար.

Արտադրություն և վերամշակում

• Արդյունահանում: Տիտանը հիմնականում արդյունահանվում է հանքանյութերից, ինչպիսին է իլմենիտը (Վեթինգ) և ռուտիլ (TiO2).
• Զտում: Իլմենիտը մշակվում է տիտանի երկօքսիդի արդյունահանման համար (TiO2), որն այնուհետև վերածվում է տիտանի սպունգի՝ օգտագործելով Kroll պրոցեսը.
• Kroll գործընթաց: Ներառում է տիտանի տետրաքլորիդի նվազեցում (TiCl4) մագնեզիումի կամ նատրիումի հետ բարձր ջերմաստիճաններում իներտ մթնոլորտում.
• Hunter Process: Այլընտրանքային մեթոդ, որն օգտագործում է նատրիումը՝ տիտանի տետրաքլորիդը նվազեցնելու համար, չնայած այսօր այն ավելի քիչ է օգտագործվում.
• Լեգիրում: Մաքուր տիտանը հաճախ համաձուլվում է ալյումինի նման տարրերով, վանադիում, և անագը՝ իր հատկությունները բարձրացնելու համար.
• Ձևավորում: Տիտանը կարող է ձուլվել, գլորվել, արտամղված, և կեղծվել տարբեր ձևերի և ձևերի, թեև այն պահանջում է մասնագիտացված սարքավորումներ՝ բարձր ջերմաստիճանում թթվածնի և ազոտի հետ բարձր ռեակտիվության պատճառով.

Առավելություններ

• Բարձր ուժ և քաշ հարաբերակցություն: Տիտանը պողպատի պես ամուր է, բայց շատ ավելի թեթև, դարձնելով այն իդեալական քաշի նկատմամբ զգայուն ծրագրերի համար.
• Կոռոզիոն դիմադրություն: Պասիվ օքսիդի շերտն ապահովում է կոռոզիայի նկատմամբ բացառիկ դիմադրություն, նույնիսկ դաժան միջավայրում.
• Կենսաբազմություն: Տիտանը թունավոր չէ և չի արձագանքում մարդու հյուսվածքներին, դարձնելով այն հարմար բժշկական իմպլանտների համար.
• He երմային դիմադրություն: Բարձր հալման կետը և լավ ջերմային կայունությունը դարձնում են այն հարմար բարձր ջերմաստիճանի կիրառման համար.
• Ամրություն: Երկարակյաց է և դիմացկուն է մաշվածությանը.
• Գեղագիտական ​​բողոքարկում: Ողորկ տիտանն ունի փայլ, արծաթագույն տեսք, որը տեսողականորեն գրավիչ է.

Ծրագրեր

• Օդատիենտ:

• • Օդային շրջանակներ և շարժիչներ: Օգտագործվում է ինքնաթիռների կառույցներում, շարժիչներ, և ամրացումներ՝ շնորհիվ իր ուժի և քաշի բարձր հարաբերակցության և կոռոզիայից դիմադրության.
  • Օրինակ: Բոինգը 787 Dreamliner-ը տիտան է օգտագործում իր օդանավերի շրջանակում և շարժիչներում՝ քաշը նվազեցնելու և վառելիքի արդյունավետությունը բարելավելու համար.

• Բժշկական:

• • Իմպլանտներ: Տիտանը օգտագործվում է օրթոպեդիկ իմպլանտների մեջ, Ատամնաբուժական իմպլանտներ, և վիրաբուժական գործիքներ՝ շնորհիվ իր կենսահամատեղելիության և ամրության.
  • Օրինակ: Տիտանի ազդրի փոխարինումը և ատամնաբուժական իմպլանտները սովորական բժշկական կիրառություններ են.

• Ծովային:

• • Նավի բաղադրիչներ: Օգտագործվում է նավերի պատյաններում, Մեքենաներ, և այլ ստորջրյա բաղադրիչներ՝ շնորհիվ իր կոռոզիոն դիմադրության.
  • Օրինակ: Տիտանը օգտագործվում է ծովային նավերի պտուտակներում և լիսեռներում՝ դիմակայելու ծովի ջրի կոռոզիային.

• Ավտոմոբիլային:

• • Կատարման մասեր: Օգտագործվում է բարձր արդյունավետությամբ մեքենաներում այնպիսի բաղադրիչների համար, ինչպիսիք են արտանետման համակարգերը, փականի զսպանակներ, և միացնող ձողեր.
  • Օրինակ: Ֆորմուլա 1-ի մրցարշավային մեքենաները տարբեր բաղադրիչներում օգտագործում են տիտան՝ քաշը նվազեցնելու և կատարողականությունը բարելավելու համար.

• Սպառողական ապրանքներ:

• • Զարդեր: Տիտանը օգտագործվում է ոսկերչության մեջ՝ շնորհիվ իր թեթև քաշի, հիպոալերգենային հատկություններ, և գունավորվելու ունակություն.
  • Սպորտային սարքավորումներ: Օգտագործվում է գոլֆի ակումբներում, հեծանիվների շրջանակներ, և այլ սպորտային սարքավորումներ իր ամրության և թեթևության համար.
  • Օրինակ: Տիտանի գոլֆի մահակները ապահովում են ուժի և քաշի խնայողության համադրություն.

• Արդյունաբերական:

• • Քիմիական մշակում: Կիրառվում է քիմիական մշակման սարքավորումներում՝ կոռոզիոն դիմադրության պատճառով.
  • Օրինակ: Տիտանը օգտագործվում է քիմիական արդյունաբերության ջերմափոխանակիչներում և ռեակցիոն անոթներում.

4. Մագնեզիում: Ամենաթեթև կառուցվածքային մետաղը

Պատմություն և բացահայտում

• 1755: Ջոզեֆ Բլեք, շոտլանդացի քիմիկոս, առաջին անգամ մագնեզիումը ճանաչեց որպես կրաքարից տարբերվող տարր (կալցիումի օքսիդ).
• 1808: Համֆրի Դեյվի, անգլիացի քիմիկոս, փորձեց էլեկտրոլիզի միջոցով մեկուսացնել մագնեզիումը, բայց չհաջողվեց.
• 1831: Անտուան ​​Բուսսին և սըր Համֆրի Դեյվիին ինքնուրույն հաջողվել է մեկուսացնել մագնեզիումի մետաղը` նվազեցնելով մագնեզիումի քլորիդը կալիումով.
• 1852: Ռոբերտ Բունսենը և Օգյուստ ֆոն Հոֆմանը մշակեցին մագնեզիումի արտադրության ավելի գործնական մեթոդ, որը հիմք դրեց արդյունաբերական արտադրությանը.

Ֆիզիկական հատկություններ

• Խտություն: 1.74 գ / սմ, դարձնելով այն ամենաթեթև կառուցվածքային մետաղը.
• Հալման կետ: 650° C (1202° f).
• Եռման կետ: 1090° C (1994° f).
• Էլեկտրական հաղորդունակություն: Չափավոր, մասին 22% that of copper.
• Mal երմային հաղորդունակություն: Լավ, մասին 156 Վ/(m·K) սենյակային ջերմաստիճանում.
• Ռեֆլեկտիվություն: Բարձր, արտացոլելով մինչև 90% տեսանելի լույսից.

Մեխանիկական հատկություններ

• Բերք տալ ուժ: Մաքուր մագնեզիումի համար համեմատաբար ցածր է, սովորաբար շուրջը 14-28 MPA, բայց կարող է զգալիորեն աճել լեգիրման միջոցով.
• Առաձգական ուժ: Մաքուր մագնեզիումի համար նույնպես համեմատաբար ցածր է, շուրջը 14-28 MPA, but can reach up to 350 MPa համաձուլվածքներում.
• Առաձգականություն: Բարձր, թույլ տալով, որ այն հեշտությամբ ձևավորվի և ձևավորվի.
• Կոռոզիոն դիմադրություն: Մաքուր տեսքով աղքատ, բայց մեծապես բարելավվել է համաձուլվածքներում և պաշտպանիչ ծածկույթներով.
• Հոգնածության դիմադրություն: Լավ, դարձնելով այն հարմար ցիկլային բեռնում ներառող ծրագրերի համար.
• Զոդում: Դժվար է թթվածնի հետ իր ռեակտիվության և փխրուն օքսիդային շերտ ձևավորելու հակման պատճառով, բայց հնարավոր է համապատասխան տեխնիկայով.

Արտադրություն և վերամշակում

• Արդյունահանում: Մագնեզիումը հիմնականում արդյունահանվում է այնպիսի հանքանյութերից, ինչպիսին է դոլոմիտը (CaMg(CO₃)₂) և մագնեզիտ (MgCO3), ինչպես նաև ծովի ջրից և աղաջրերից.
• Զտում: Dow գործընթացը սովորաբար օգտագործվում է ծովի ջրից մագնեզիում հանելու համար. Սա ներառում է մագնեզիումի քլորիդի փոխակերպումը մագնեզիումի հիդրօքսիդի, որը այնուհետև կալցինացվում է՝ ձևավորելով մագնեզիումի օքսիդ և վերածվում մագնեզիումի մետաղի.
• Pidgeon գործընթաց: Մեկ այլ մեթոդ ներառում է մագնեզիումի օքսիդի նվազեցումը ֆերոսիլիցիումով բարձր ջերմաստիճաններում ռետորտային վառարանում.
• Լեգիրում: Մաքուր մագնեզիումը հաճախ համաձուլվում է ալյումինի նման տարրերի հետ, ցինկ, մանգան, և հազվագյուտ հողային տարրեր՝ դրա հատկությունները բարձրացնելու համար.
• Ձևավորում: Մագնեզիումը կարող է ձուլվել, գլորվել, արտամղված, և կեղծվել տարբեր ձևերի և ձևերի, չնայած դրա ռեակտիվության և ցածր հալման կետի պատճառով այն պահանջում է մասնագիտացված սարքավորումներ և տեխնիկա.

Առավելություններ

• Թեթեւակի: Ամենաթեթև կառուցվածքային մետաղներից մեկը, դարձնելով այն իդեալական քաշի նկատմամբ զգայուն ծրագրերի համար.
• Բարձր հատուկ ուժ: Համատեղում է ցածր խտությունը ողջամիտ ուժի հետ, ապահովելով ուժի և քաշի բարձր հարաբերակցություն.
• Լավ ճկունություն: Հեշտ ձևավորվում և ձևավորվում է, թույլ տալով բարդ ձևավորումներ.
• Գերազանց խոնավեցման հզորություն: Արդյունավետորեն կլանում է թրթռումները և աղմուկը, այն հարմարեցնելով այն ծրագրերի համար, որոնք պահանջում են աղմուկի նվազեցում.
• Վերամշակելիություն: Կարելի է արդյունավետորեն վերամշակել, այն դարձնելով էկոլոգիապես մաքուր նյութ.
• Կենսաքայքայվող: Որոշ մագնեզիումի համաձուլվածքներ կենսաքայքայվող են, դարձնելով դրանք ժամանակավոր բժշկական իմպլանտների համար.

Ծրագրեր

• Ավտոմոբիլային:

• • Մարմնի վահանակներ և բաղադրիչներ: Օգտագործվում է ավտոմեքենաների թափքում, անիվներ, և շարժիչի բաղադրիչներ՝ քաշը նվազեցնելու և վառելիքի արդյունավետությունը բարելավելու համար.
  • Օրինակ: Մագնեզիումի համաձուլվածքները օգտագործվում են ղեկի մեջ, նստատեղերի շրջանակներ, և շարժիչի բլոկներ՝ մեքենայի քաշը նվազեցնելու համար.

• Օդատիենտ:

• • Կառուցվածքային բաղադրիչներ: Օգտագործվում է ինքնաթիռների և տիեզերանավերի բաղադրիչներում՝ քաշը նվազեցնելու և կատարողականությունը բարելավելու համար.
  • Օրինակ: Բոինգը 787 Dreamliner-ը օգտագործում է մագնեզիումի համաձուլվածքներ տարբեր կառուցվածքային մասերում՝ վառելիքի արդյունավետությունը բարձրացնելու համար.

• Էլեկտրոնիկա:

• • Բնակարաններ և գործեր: Օգտագործվում է նոութբուքի և սմարթֆոնի պատյաններում՝ իրենց թեթևության և լավ ջերմահաղորդականության համար.
  • Օրինակ: Շատ դյուրակիր համակարգիչներ և պլանշետներ օգտագործում են մագնեզիումի համաձուլվածքի պատյաններ՝ ամրությունը և ջերմության կառավարումը բարելավելու համար.

• Սպառողական ապրանքներ:

• • Սպորտային սարքավորումներ: Օգտագործվում է հեծանիվների շրջանակներում, գոլֆի մահակներ, և այլ սպորտային սարքավորումներ՝ իրենց թեթևության և ամրության համար.
  • Օրինակ: Մագնեզիումի համաձուլվածքից հեծանիվների շրջանակներն առաջարկում են ուժի և քաշի խնայողություն.

• Բժշկական:

• • Իմպլանտներ: Կենսաքայքայվող մագնեզիումի համաձուլվածքները օգտագործվում են ժամանակավոր բժշկական իմպլանտներում, ինչպիսիք են ստենտները և ոսկրային թիթեղները.
  • Օրինակ: Մագնեզիումային ստենտները կարող են ժամանակի ընթացքում լուծարվել, նվազեցնելով հետագա վիրահատությունների անհրաժեշտությունը.

• Շինարարություն:

• • Տանիքածածկույթ եւ ծածկույթ: Օգտագործվում է շենքերի թեթև տանիքների և երեսպատման նյութերում.
  • Օրինակ: Մագնեզիումի համաձուլվածքի թիթեղները օգտագործվում են տանիքի մեջ՝ թեթև և կոռոզիոն դիմացկուն ծածկույթ ապահովելու համար.

5. Ալյումինի համեմատություն, Տիտղոս, և մագնեզիում

Քիմիական բաղադրություն

Ունեցվածք	Ալյումին (Ալ)	Տիտղոս (Է)	Մագնեզիում (Մգ)
Ատոմային համարը	13	22	12
Ատոմային քաշը	26.9815386 u	47.867 u	24.305 u
Էլեկտրոնային կոնֆիգուրացիա	[Այո՛] 3s² 3p¹	[Ար] 3d² 4s²	[Այո՛] 3s²
Օքսիդացման վիճակներ	+3	+4, +3, +2	+2
Բնական երևույթ	Բոքսիտ, կրիոլիտ	Իլմենիտ, ռուտիլ, լեյկոքսեն	Դոլոմիտ, մագնեզիտ, ծովի ջուր, աղաջրեր
Ընդհանուր համաձուլվածքներ	6061, 7075	TI-6AL-4V, Ti-3Al-2.5V	AZ31, AE44
Ռեակտիվություն	Ձևավորում է պաշտպանիչ օքսիդային շերտ	Ձևավորում է պաշտպանիչ օքսիդային շերտ	Բարձր ռեակտիվ, ձևավորում է ավելի քիչ արդյունավետ օքսիդային շերտ
Թթուներ և հիմքեր	Դիմացկուն է բազմաթիվ թթուների նկատմամբ, արձագանքում է ուժեղ հիմքերով	Դիմացկուն է թթուների և հիմքերի մեծ մասի նկատմամբ	Ուժեղ արձագանքում է թթուների և հիմքերի հետ

Ֆիզիկական հատկություններ

Ունեցվածք	Ալյումին	Տիտղոս	Մագնեզիում
Խտություն (գ / սմ)	2.7	4.54	1.74
Հալման կետ (° C)	660	1668	650
Եռման կետ (° C)	2467	3287	1090
Էլեկտրական հաղորդունակություն (% Cu-ի)	61	13.5	22
Mal երմային հաղորդունակություն (Վ/(m·K))	237	21.9	156
Ռեֆլեկտիվություն (%)	95 (տեսանելի լույս), 90 (ինֆրակարմիր)	93 (հղկված)	90 (հղկված)

Մեխանիկական հատկություններ

Ունեցվածք	Ալյումին	Տիտղոս	Մագնեզիում
Բերք տալ ուժ (MPA)	15-70 (մաքուր), 240 (6061-T6)	345-1200	14-28 (մաքուր), 350 (Ալյումինե)
Առաձգական ուժ (MPA)	15-70 (մաքուր), 310 (6061-T6)	900+	14-28 (մաքուր), 350 (Ալյումինե)
Առաձգականություն	Բարձր	Լավ	Բարձր
Կոռոզիոն դիմադրություն	Գերազանց (օքսիդ շերտ)	Բացառիկ (օքսիդ շերտ)	Աղքատ (բարելավվել է համաձուլվածքներում)
Հոգնածության դիմադրություն	Լավ	Շատ լավ	Լավ
Զոդում	Ընդհանրապես լավ	Լավ	Դժվար

Արտադրություն և վերամշակում

Ընթացք	Ալյումին	Տիտղոս	Մագնեզիում
Արդյունահանում	Բոքսիտ (30-60% Al2O3)	Իլմենիտ (Վեթինգ), Ռուտիլ (TiO2)	Դոլոմիտ (CaMg(CO₃)₂), Մագնեզիտ (MgCO3), Ծովի ջուր, Աղաջրեր
Զտում	Բայերի գործընթացը	Kroll գործընթացը, Hunter գործընթացը	Dow գործընթաց, Pidgeon գործընթացը
Լեգիրում	Պղնձ, մագնեզիում, սիլիկոն, ցինկ	Ալյումին, վանադիում, անագ	Ալյումին, ցինկ, մանգան, հազվագյուտ հողային տարրեր
Ձևավորում	Ձուլում, շարժակազմ, extruding, դավաճանություն	Ձուլում, շարժակազմ, extruding, դավաճանություն	Ձուլում, շարժակազմ, extruding, դավաճանություն (մասնագիտացված սարքավորումներ)

Առավելություններ

Առավելություն	Ալյումին	Տիտղոս	Մագնեզիում
Թեթեւակի	Պողպատի քաշի մեկ երրորդը	Պողպատից թեթև, ավելի ծանր, քան ալյումինից	Ամենաթեթև կառուցվածքային մետաղ
Կոռոզիոն դիմադրություն	Գերազանց	Բացառիկ	Աղքատ (բարելավվել է համաձուլվածքներում)
Վերամշակելիություն	Բարձր վերամշակման ենթակա (5% անհրաժեշտ էներգիայի)	Վերամշակելի (բայց ավելի էներգատար)	Բարձր վերամշակման ենթակա
Առողջություն	Բարձր ձևավորելի	Լավ	Բարձր ձևավորելի
Mal երմային հաղորդունակություն	Գերազանց	Չափավոր	Լավ
Կենսաբազմություն	N/A	Գերազանց	Լավ (կենսաքայքայվող համաձուլվածքներ)
He երմային դիմադրություն	Լավ	Բարձր	Լավ
Գեղագիտական ​​բողոքարկում	Հարթ, փայլուն մակերես	Փայլուն, արծաթագույն տեսք	Բարձր ռեֆլեկտիվություն, արծաթագույն տեսք

6. Թեթև մետաղների կայունությունը

Ալյումին

• Վերամշակելիություն: Ալյումինը կարող է անորոշ ժամանակով վերամշակվել՝ չկորցնելով որակը, դարձնելով այն բարձր կայուն.
• Էներգիայի սպառում: Մինչդեռ նախնական արտադրությունը էներգատար է, վերամշակման երկարաժամկետ օգուտները և տրանսպորտային ծախսերի կրճատումը այն դարձնում են էկոլոգիապես մաքուր.

Տիտղոս

• Երկար կյանք: Տիտանի բարձր ամրությունը և կոռոզիոն դիմադրությունը նշանակում են, որ դրանից պատրաստված արտադրանքն ավելի երկար է տևում, նվազեցնելով հաճախակի փոխարինման անհրաժեշտությունը.
• Էներգատար: Տիտանի արտադրությունն ավելի էներգատար է՝ համեմատած ալյումինի, բայց դրա երկարակեցությունը փոխհատուցում է այս թերությունը.

Մագնեզիում

• Քաշի նվազեցում: Մագնեզիումի թեթևությունը նվազեցնում է էներգիայի սպառումը տրանսպորտային միջոցներում և օդատիեզերական կիրառություններում, հանգեցնելով ածխածնի արտանետումների նվազմանը.
• Վերամշակում: Մագնեզիումը հեշտությամբ վերամշակելի է, նպաստում է շրջանաձև տնտեսությանը.

7. Թեթև մետաղների ապագա միտումները

Նորարարություններ համաձուլվածքներում

• Ընդլայնված ուժ և ամրություն: Նոր համաձուլվածքներ են մշակվում թեթեւ մետաղների մեխանիկական հատկությունները բարելավելու համար, դարձնելով դրանք ավելի պահանջկոտ կիրառությունների համար.
• Կոռոզիոն դիմադրություն: Հետազոտվում են առաջադեմ ծածկույթներ և մակերեսային մշակումներ՝ այդ մետաղների կոռոզիոն դիմադրությունը բարձրացնելու համար.

Ընդլայնված արտադրական գործընթացներ

• 3Դ տպագրություն: Հավելանյութերի արտադրությունը հեղափոխում է թեթև մետաղների օգտագործման ձևը, թույլ տալով ստեղծել բարդ երկրաչափություններ և հարմարեցված մասեր.
• Ձուլման առաջադեմ տեխնիկա: Ձուլման նոր մեթոդները բարելավում են թեթև մետաղների ձևավորությունն ու ամրությունը.

Աճող պահանջարկ

• Էլեկտրական տրանսպորտային միջոցներ: Էլեկտրական տրանսպորտային միջոցների անցումը խթանում է թեթև նյութերի պահանջարկը՝ մարտկոցի արդյունավետությունը և մեքենայի ընդհանուր աշխատանքը բարելավելու համար:.
• Վերականգնվող էներգիա: Թեթև մետաղները կիրառություն են գտնում հողմային տուրբիններում, արեւային վահանակներ, և վերականգնվող էներգիայի այլ տեխնոլոգիաներ.

8. Եզրափակում

Ալյումին, տիտղոս, և մագնեզիումը էական թեթև մետաղներ են, որոնք առաջարկում են յուրահատուկ հատկություններ և առավելություններ.

Նրանց բազմակողմանիությունը, ուժ, և կայունությունը դրանք անփոխարինելի են դարձնում ժամանակակից արդյունաբերության մեջ.

Քանի որ տեխնոլոգիան զարգանում է, այս մետաղները կշարունակեն վճռորոշ դեր խաղալ նորարարության խթանման և գլոբալ մարտահրավերներին դիմակայելու գործում.

Ձեռնարկություններին և ինժեներներին խրախուսվում է ուսումնասիրել այս նյութերը նորագույն լուծումների համար, որոնք կարող են ձևավորել դիզայնի և կայունության ապագան:.

Ընդգրկելով թեթև մետաղների ներուժը, մենք կարող ենք ավելի արդյունավետ ստեղծել, ամուր, և էկոլոգիապես մաքուր արտադրանք, որոնք բավարարում են արագ զարգացող աշխարհի կարիքները.

Եթե ​​ունեք ալյումին, տիտանի կամ մագնեզիումի արտադրանքի պահանջները՝ ձեր նախագիծը սկսելու համար, խնդրում եմ ազատ զգալ Կապվեք մեզ հետ.