全球鎂礦(kuang)資源豐(feng)富,在很多金屬趨于枯竭的(de)今天,加速鎂材料相關的(de)研(yan)發與應用具有十分(fen)重要(yao)的(de)戰略意義.金屬鎂在19世紀初被發現,之后在美(mei)、中(zhong)、德、日、英、澳等國家的(de)研(yan)究推動下,鎂及鎂合金產業發展迅速.

    一(yi)、鎂(mei)(mei)及鎂(mei)(mei)合(he)金(jin)的前期發展

    1808年(nian),英國(guo)化學(xue)家SirHumphrey Davy用(yong)熔融電(dian)解法首(shou)先制得(de)(de)了金(jin)屬(shu)鎂(mei)(mei).1828年(nian),法國(guo)科(ke)學(xue)家比西(A.A.Bussy)用(yong)還原(yuan)法從熔融的(de)無水氯(lv)化鎂(mei)(mei)得(de)(de)到(dao)純鎂(mei)(mei).1886年(nian),以Bunsen的(de)電(dian)解槽為基礎,德(de)國(guo)建立了首(shou) 個商業(ye)性(xing)電(dian)解鎂(mei)(mei)廠,鎂(mei)(mei)合(he)金(jin)在德(de)國(guo)開始(shi)工業(ye)化生(sheng)產.1910年(nian)世(shi)界鎂(mei)(mei)產量約10噸(dun)/年(nian).1930年(nian)德(de)國(guo)首(shou)次(ci)在汽(qi)車上(shang)運用(yong)鎂(mei)(mei)合(he)金(jin)73.8Kg,1935年(nian),蘇聯首(shou)次(ci)將(jiang)鎂(mei)(mei)合(he)金(jin)用(yong)于(yu)飛(fei)機生(sheng)產,德(de)國(guo)大眾用(yong)壓鑄鎂(mei)(mei)合(he)金(jin)生(sheng)產"甲殼(ke)蟲"汽(qi)車發動(dong)機傳動(dong)系統(tong)零(ling)部件(jian),英國(guo)伯明(ming)翰首(shou)次(ci)將(jiang)鎂(mei)(mei)合(he)金(jin)運用(yong)到(dao)摩托車變速箱殼(ke),到(dao)1930年(nian)世(shi)界鎂(mei)(mei)產量增(zeng)長到(dao)1200噸(dun)/年(nian)以上(shang).

    二戰(zhan)期間是(shi)鎂(mei)(mei)工(gong)業(ye)的(de)第 一個飛速發展期,從1935年開(kai)始,德、法(fa)、蘇、奧、意、美等國分(fen)別建立了鎂(mei)(mei)廠,鎂(mei)(mei)產(chan)能急(ji)劇增加,此(ci)期間鎂(mei)(mei)主(zhu)要用(yong)來制(zhi)造燃(ran)燒彈(dan)(dan)(dan)、照明(ming)彈(dan)(dan)(dan)、曳光(guang)彈(dan)(dan)(dan)、信號(hao)彈(dan)(dan)(dan)以及軍(jun)用(yong)裝(zhuang)備的(de)零(ling)部件.1943年世界鎂(mei)(mei)產(chan)量(liang)達到(dao)23萬(wan)噸(dun).然(ran)而,二戰(zhan)結束后(hou),鎂(mei)(mei)需求降(jiang)(jiang)低,產(chan)量(liang)急(ji)劇降(jiang)(jiang)低,1946年世界鎂(mei)(mei)產(chan)量(liang)降(jiang)(jiang)低到(dao)只有2.5萬(wan)噸(dun)/年,鎂(mei)(mei)合金(jin)(jin)發展進入了低潮期.此(ci)時(shi),世界各國開(kai)始考慮(lv)鎂(mei)(mei)合金(jin)(jin)在民(min)(min)用(yong)工(gong)業(ye)發展的(de)可能性(xing),鎂(mei)(mei)合金(jin)(jin)的(de)研發逐(zhu)漸轉向民(min)(min)用(yong).

    直到(dao)(dao)(dao)20世(shi)紀90年(nian)(nian)(nian)代(dai),由于(yu)歐洲和(he)(he)美(mei)國(guo)(guo)(guo)(guo)(guo)(guo)對(dui)汽(qi)車(che)(che)(che)廢氣排放量、能源消耗(hao)、噪音的(de)(de)(de)(de)(de)限(xian)制(zhi)(zhi)的(de)(de)(de)(de)(de)進(jin)一步(bu)升級,減重、提高(gao)(gao)(gao)燃油利(li)用(yong)(yong)率(lv)的(de)(de)(de)(de)(de)高(gao)(gao)(gao)要(yao)(yao)求迫使各汽(qi)車(che)(che)(che)公(gong)司發(fa)(fa)展鎂(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)合(he)(he)(he)(he)(he)(he)金(jin)(jin)(jin)(jin).自此,世(shi)界(jie)各國(guo)(guo)(guo)(guo)(guo)(guo)政府(fu)高(gao)(gao)(gao)度重視鎂(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)合(he)(he)(he)(he)(he)(he)金(jin)(jin)(jin)(jin)的(de)(de)(de)(de)(de)研(yan)究(jiu)(jiu)與開(kai)發(fa)(fa),美(mei)國(guo)(guo)(guo)(guo)(guo)(guo)、日本(ben)、德(de)國(guo)(guo)(guo)(guo)(guo)(guo)、澳(ao)大利(li)亞等(deng)國(guo)(guo)(guo)(guo)(guo)(guo)家相繼出臺了(le)(le)自己的(de)(de)(de)(de)(de)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)合(he)(he)(he)(he)(he)(he)金(jin)(jin)(jin)(jin)研(yan)究(jiu)(jiu)計(ji)劃(hua),把鎂(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)作為(wei)21世(shi)紀的(de)(de)(de)(de)(de)重要(yao)(yao)戰略物(wu)資(zi),加(jia)強了(le)(le)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)合(he)(he)(he)(he)(he)(he)金(jin)(jin)(jin)(jin)在(zai)(zai)計(ji)算機(ji)、汽(qi)車(che)(che)(che)、航(hang)空(kong)航(hang)天(tian)、通(tong)訊等(deng)領(ling)域的(de)(de)(de)(de)(de)開(kai)發(fa)(fa)與應(ying)(ying)用(yong)(yong).德(de)國(guo)(guo)(guo)(guo)(guo)(guo)1997年(nian)(nian)(nian)由聯邦(bang)政府(fu)出資(zi)了(le)(le)2500萬(wan)馬克(ke)的(de)(de)(de)(de)(de)MADICA(Magnesium Die Casting)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)合(he)(he)(he)(he)(he)(he)金(jin)(jin)(jin)(jin)研(yan)究(jiu)(jiu)開(kai)發(fa)(fa)計(ji)劃(hua),主要(yao)(yao)研(yan)究(jiu)(jiu)快速(su)(su)原(yuan)型(xing)化與工(gong)具制(zhi)(zhi)造技術(shu)、切削加(jia)工(gong)技術(shu)、壓鑄鎂(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)合(he)(he)(he)(he)(he)(he)金(jin)(jin)(jin)(jin)工(gong)藝(yi)、連(lian)接(jie)技術(shu)和(he)(he)半固態成型(xing)工(gong)藝(yi),并且將鎂(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)合(he)(he)(he)(he)(he)(he)金(jin)(jin)(jin)(jin)應(ying)(ying)用(yong)(yong)在(zai)(zai)汽(qi)車(che)(che)(che)、計(ji)算機(ji)、航(hang)空(kong)航(hang)天(tian)等(deng)領(ling)域,提高(gao)(gao)(gao)了(le)(le)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)合(he)(he)(he)(he)(he)(he)金(jin)(jin)(jin)(jin)的(de)(de)(de)(de)(de)應(ying)(ying)用(yong)(yong)能力(li).日本(ben)文部科學省也在(zai)(zai)1999年(nian)(nian)(nian)開(kai)始資(zi)助(zhu)"先進(jin)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)合(he)(he)(he)(he)(he)(he)金(jin)(jin)(jin)(jin)科學技術(shu)計(ji)劃(hua)"項(xiang)目(mu),由長崗科技大學、東京大學、東北(bei)大學、國(guo)(guo)(guo)(guo)(guo)(guo)立(li)材(cai)料研(yan)究(jiu)(jiu)所等(deng)十多家機(ji)構共同完成,目(mu)的(de)(de)(de)(de)(de)在(zai)(zai)于(yu)解決未來鎂(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)合(he)(he)(he)(he)(he)(he)金(jin)(jin)(jin)(jin)的(de)(de)(de)(de)(de)應(ying)(ying)用(yong)(yong)問題,研(yan)究(jiu)(jiu)方向主要(yao)(yao)有:鎂(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)合(he)(he)(he)(he)(he)(he)金(jin)(jin)(jin)(jin)結構控制(zhi)(zhi)、鎂(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)合(he)(he)(he)(he)(he)(he)金(jin)(jin)(jin)(jin)表面(mian)改(gai)(gai)性、鎂(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)合(he)(he)(he)(he)(he)(he)金(jin)(jin)(jin)(jin)生(sheng)態技術(shu)與新型(xing)功能材(cai)料的(de)(de)(de)(de)(de)開(kai)發(fa)(fa).1992年(nian)(nian)(nian)開(kai)始,由于(yu)中(zhong)國(guo)(guo)(guo)(guo)(guo)(guo)采(cai)用(yong)(yong)皮江法(fa)煉鎂(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)的(de)(de)(de)(de)(de)快速(su)(su)發(fa)(fa)展,使原(yuan)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)的(de)(de)(de)(de)(de)價(jia)格降低到(dao)(dao)(dao)與鋁相當(dang)的(de)(de)(de)(de)(de)程度,促(cu)使鎂(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)合(he)(he)(he)(he)(he)(he)金(jin)(jin)(jin)(jin)進(jin)入(ru)了(le)(le)第(di)二(er)個飛速(su)(su)發(fa)(fa)展期.1995年(nian)(nian)(nian)在(zai)(zai)國(guo)(guo)(guo)(guo)(guo)(guo)際市(shi)場鎂(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)價(jia)格上漲的(de)(de)(de)(de)(de)拉動(dong)下(xia)達(da)(da)到(dao)(dao)(dao)了(le)(le)建(jian)設(she)高(gao)(gao)(gao)潮(chao),隨著皮江煉鎂(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)生(sheng)產工(gong)藝(yi)不斷的(de)(de)(de)(de)(de)改(gai)(gai)進(jin)與完善,中(zhong)國(guo)(guo)(guo)(guo)(guo)(guo)逐漸走上了(le)(le)符(fu)合(he)(he)(he)(he)(he)(he)中(zhong)國(guo)(guo)(guo)(guo)(guo)(guo)國(guo)(guo)(guo)(guo)(guo)(guo)情的(de)(de)(de)(de)(de)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)工(gong)業之路.雖(sui)然1996年(nian)(nian)(nian)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)價(jia)格下(xia)跌,但中(zhong)國(guo)(guo)(guo)(guo)(guo)(guo)原(yuan)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)產量一直保持快速(su)(su)的(de)(de)(de)(de)(de)增(zeng)長勢(shi)頭,我國(guo)(guo)(guo)(guo)(guo)(guo)的(de)(de)(de)(de)(de)純鎂(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)產量從1990年(nian)(nian)(nian)的(de)(de)(de)(de)(de)0.53萬(wan)噸(dun)增(zeng)加(jia)至1999年(nian)(nian)(nian)底的(de)(de)(de)(de)(de)15.7萬(wan)噸(dun).歐美(mei)各大汽(qi)車(che)(che)(che)公(gong)司以及電子行業對(dui)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)合(he)(he)(he)(he)(he)(he)金(jin)(jin)(jin)(jin)汽(qi)車(che)(che)(che)零部件和(he)(he)電子消費品(pin)外殼的(de)(de)(de)(de)(de)研(yan)發(fa)(fa)投入(ru)了(le)(le)大量的(de)(de)(de)(de)(de)人力(li)物(wu)力(li)和(he)(he)財力(li),帶動(dong)了(le)(le)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)合(he)(he)(he)(he)(he)(he)金(jin)(jin)(jin)(jin)的(de)(de)(de)(de)(de)研(yan)發(fa)(fa)和(he)(he)應(ying)(ying)用(yong)(yong)熱潮(chao).2000年(nian)(nian)(nian)世(shi)界(jie)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)實際產量達(da)(da)到(dao)(dao)(dao)43萬(wan)噸(dun),其中(zhong),中(zhong)國(guo)(guo)(guo)(guo)(guo)(guo)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)產量達(da)(da)到(dao)(dao)(dao)19.5噸(dun).此時研(yan)發(fa)(fa)和(he)(he)應(ying)(ying)用(yong)(yong)的(de)(de)(de)(de)(de)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)合(he)(he)(he)(he)(he)(he)金(jin)(jin)(jin)(jin)多為(wei)壓鑄鎂(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)合(he)(he)(he)(he)(he)(he)金(jin)(jin)(jin)(jin).

    二、21世紀鎂合金的發展

    進(jin)入21世紀,隨著汽(qi)車(che)工業(ye)、軌道交通、航空(kong)航天和電子產(chan)品(pin)(pin)工業(ye)的飛速(su)發展(zhan),以(yi)及人們對(dui)高(gao)(gao)(gao)品(pin)(pin)質生(sheng)(sheng)活的追求(qiu),對(dui)環保型、輕(qing)質、高(gao)(gao)(gao)性(xing)能材料的需求(qiu)越來越來越高(gao)(gao)(gao),各國(guo)政府和鎂(mei)(mei)(mei)(mei)合(he)金(jin)(jin)(jin)(jin)(jin)協會相繼提出,發展(zhan)新型高(gao)(gao)(gao)性(xing)能鎂(mei)(mei)(mei)(mei)合(he)金(jin)(jin)(jin)(jin)(jin),開發鎂(mei)(mei)(mei)(mei)合(he)金(jin)(jin)(jin)(jin)(jin)生(sheng)(sheng)產(chan)加工新工藝(yi)新技術,生(sheng)(sheng)產(chan)出高(gao)(gao)(gao)質量、性(xing)能穩定的多元化、多規(gui)格鎂(mei)(mei)(mei)(mei)合(he)金(jin)(jin)(jin)(jin)(jin)產(chan)品(pin)(pin),提高(gao)(gao)(gao)產(chan)品(pin)(pin)成(cheng)品(pin)(pin)率和生(sheng)(sheng)產(chan)效率,推動鎂(mei)(mei)(mei)(mei)合(he)金(jin)(jin)(jin)(jin)(jin)材料的進(jin)一步工業(ye)化生(sheng)(sheng)產(chan)和應(ying)用進(jin)程.鎂(mei)(mei)(mei)(mei)合(he)金(jin)(jin)(jin)(jin)(jin)在世界范圍(wei)的規(gui)模工業(ye)化正(zheng)在逐(zhu)步實(shi)現,鎂(mei)(mei)(mei)(mei)合(he)金(jin)(jin)(jin)(jin)(jin)發展(zhan)進(jin)入了新一輪全新高(gao)(gao)(gao)速(su)發展(zhan)期.

    近(jin)年(nian)來,制約(yue)鎂(mei)(mei)(mei)產(chan)業發展的(de)(de)成(cheng)本與環境(jing)因素(su)已顯著改善.2008年(nian)全球(qiu)(qiu)金(jin)(jin)融危機后,以中國鎂(mei)(mei)(mei)產(chan)業為主(zhu)體的(de)(de)世界鎂(mei)(mei)(mei)產(chan)業是恢復快的(de)(de)材料產(chan)業之一.2012年(nian)全球(qiu)(qiu)鎂(mei)(mei)(mei)產(chan)業的(de)(de)產(chan)量(liang)和(he)消費量(liang)已基本恢復到金(jin)(jin)融危機前的(de)(de)水平,但成(cheng)本和(he)價格已大(da)幅度(du)下(xia)降,原(yuan)鎂(mei)(mei)(mei)價格已降低到2007年(nian)價格的(de)(de)50%以下(xia),而且鎂(mei)(mei)(mei)產(chan)業的(de)(de)能(neng)耗和(he)污染也大(da)幅度(du)降低.與此同時,從2013年(nian)起,我國作為全球(qiu)(qiu)大(da)的(de)(de)鎂(mei)(mei)(mei)生產(chan)國取消了自2008年(nian)開始執行的(de)(de)鎂(mei)(mei)(mei)及鎂(mei)(mei)(mei)合金(jin)(jin)10%的(de)(de)出(chu)口關稅,直接導致(zhi)國際市場鎂(mei)(mei)(mei)價格降低10%.

    近(jin)幾年,我(wo)(wo)國的鎂(mei)(mei)產量(liang)(liang)和出口(kou)量(liang)(liang)已連續多年居世(shi)界第(di) 一(yi).2017年,我(wo)(wo)國原(yuan)鎂(mei)(mei)產量(liang)(liang)已達到近(jin)100萬噸,占全球總(zong)產量(liang)(liang)約80%,我(wo)(wo)國原(yuan)鎂(mei)(mei)國內(nei)消費量(liang)(liang)首次超過(guo)出口(kou)量(liang)(liang).我(wo)(wo)國近(jin)年來(lai)鎂(mei)(mei)產業(ye)的重要進展(zhan)之一(yi)就(jiu)是青海鹽湖(hu)鎂(mei)(mei)業(ye)10萬噸金(jin)屬鎂(mei)(mei)一(yi)體化(hua)項目(mu)全面建成,展(zhan)現出良好的發展(zhan)勢頭.該項目(mu)的成功投(tou)產,可在一(yi)定(ding)程度上緩解因(yin)硅鐵價(jia)(jia)格波動(dong)導致(zhi)的皮(pi)江法(fa)原(yuan)鎂(mei)(mei)價(jia)(jia)格波動(dong).

    近十多(duo)年來,鎂(mei)(mei)合金(jin)(jin)應用(yong)量(liang)大(da)幅度增加.初步(bu)統(tong)計,鎂(mei)(mei)合金(jin)(jin)使(shi)用(yong)量(liang)已增加到40萬噸(dun)(dun)左右.這表明,在(zai)鎂(mei)(mei)合金(jin)(jin)產業(ye)(ye)(ye)(ye)技術(shu)快(kuai)速發展的同(tong)時,鎂(mei)(mei)合金(jin)(jin)產品開(kai)始獲得越來越多(duo)應用(yong)領域的認可.與此同(tong)時,鎂(mei)(mei)產業(ye)(ye)(ye)(ye)的政策環境也逐漸改善(shan).特別是2016年我(wo)國(guo)國(guo)家領導人(ren)視(shi)察了青海鹽湖(hu)金(jin)(jin)屬鎂(mei)(mei)一(yi)體化項目(mu),將(jiang)從國(guo)家政策層面有(you)力(li)保障和(he)推動鎂(mei)(mei)產業(ye)(ye)(ye)(ye)的健康發展.這些都(dou)為世(shi)界鎂(mei)(mei)產業(ye)(ye)(ye)(ye)的可持續發展創造(zao)了良好的成本(ben)條件與環境基礎.鎂(mei)(mei)合金(jin)(jin)市場需求量(liang)的大(da)幅度增加、鎂(mei)(mei)產業(ye)(ye)(ye)(ye)技術(shu)的進(jin)一(yi)步(bu)發展和(he)產業(ye)(ye)(ye)(ye)政策環境的進(jin)一(yi)步(bu)改善(shan),有(you)望在(zai)5-10年內促進(jin)鎂(mei)(mei)產業(ye)(ye)(ye)(ye)從百萬噸(dun)(dun)級上(shang)升到500萬噸(dun)(dun)級以上(shang).

    三、結語(yu)

    從19世紀金(jin)(jin)屬鎂(mei)的(de)發(fa)現到如今鎂(mei)合金(jin)(jin)已發(fa)展成為21世紀具(ju)有潛(qian)力的(de)金(jin)(jin)屬材料(liao)(liao)之一,鎂(mei)合金(jin)(jin)正成為全(quan)球關(guan)注的(de)戰略性材料(liao)(liao).隨(sui)著鎂(mei)合金(jin)(jin)新材料(liao)(liao)和新技術的(de)不斷涌現,鎂(mei)合金(jin)(jin)在當(dang)今世界經(jing)濟和社(she)會發(fa)展中將(jiang)扮演(yan)越(yue)來越(yue)重要的(de)角色.