
汽車可以使用更多的鎂合金來節省重量和燃料,但前提是工程師可以弄清楚如何使地球上最廣泛可用的金屬元素之一能夠承受工業製造工藝。
鎂在高溫下以鮮豔的白光燃燒,這使其流行在煙花和學校科學實驗室實驗中。現在,迫切需要更輕巧,節能和環保材料可能會使鎂變成革命性的材料汽車和移動電子產品,根據《雜誌》 5月21日發表的一篇文章科學。
如果可以克服與金屬相關的某些問題,那麼鎂的重量和獨特的特性就可以使其非常適合在汽車到電池的所有物品中使用。
加利福尼亞大學聖巴巴拉大學的材料工程師Tresa Pollock寫道:“這些挑戰激發了更廣泛的使用鎂,這是地殼中第八個最常見的元素,也可以從海水中提取。”
未來的奇蹟材料
製造商喜歡鎂作為一種可能的輕質材料,因為它的密度比鋁(鋼的四分之一)少30%,並且與許多塑料相同。
易於回收的易用性也使其成為源自石油的類似輕質塑料的更環保替代品。
汽車製造商已經計劃將汽車中的鎂含量提高到99至353磅(45-160千克)之間,如今典型的汽車中的鎂含量從僅11磅到13磅。估計表明,將重量減輕近50磅(22.5公斤)將使車輛燃油效率提高約1%。
減少了1%汽油消耗根據自然資源國防委員會的說法,全國各地的車輛每天可以節省100,000桶石油。
鎂在可充電電池中的使用看起來同樣有希望,包括可以幫助存儲太陽能的全液體電池。金屬元件的良好電磁和射頻屏蔽特性也使其可用於手機,計算機盒,相機等。
儘管如此,鎂還是工程材料中廣泛可用的金屬元素中最複雜的候選者。波洛克在她的文章中說,科學家和工程師必須首先更好地理解其機械,化學和物理性質。
如何使其工作
鎂的最大局限性之一來自其相當僵化的六角形結構,在最基本的原子水平上,這一限制使製造商更棘手地將金屬滾動或將金屬拉伸成所需的任何形狀。
可能的解決方案來自創建包括鎂和其他元素在內的金屬合金,以便找到與正確特性的正確混合物。肯定稀土元素例如Yttrium,Lanthanum,Perium和Neododium可以增強鎂合金的結構和特性,但也增加了成本由於供應問題。
研究人員最近還基於鋁,鈣和鎂創建了一種新的低成本合金,這可能對汽車動力總成中的輕質,高溫組件有用。
也許未來最有前途的合金尚未發現。新的計算機模型允許科學家和工程師預測甚至測試新合金的優勢和劣勢,這可以加快材料設計和創新的速度。
Pollock指出:“高保真建模工具的可用性允許探索更大的組成空間,從而增加了確定新的最佳解決方案的可能性。”