鎂:未來的超級材料

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【大紀元5月23日訊】(大紀元記者陳俊村編譯報導)鎂在高溫下燃燒會產生明亮的白光,因而成為煙火或實驗室中常見的材料。據最近的一項研究指出,由於鎂同時具有重量輕、易於回收等優點,將來或可成為應用面極廣的超級材料。

良好的金屬特性

據五月份《科學》(Science)期刊發表的一篇研究報告指出,由於人們迫切需要重量更輕、更具能源效率、更環保的材料,鎂的特性可能使它成為未來的革命性原料,如果鎂在使用上的限制能夠突破的話,從汽車、電池到行動電子設備等任何產品,幾乎都可以使用這種理想材料。

美國加州大學聖塔芭芭拉分校(University of California Santa Barbara)材料工程師波洛克(Tresa Pollock)表示,鎂是地表第八常見的元素,也可從海水中提煉出。鎂在使用上的限制激發人們鑽研如何更廣泛地使用它。

鎂具有重量輕的特性,它的密度比鋁小30%,比鋼小四分之一,與很多塑膠材質差不多。由於它也有易於回收的優點,比從石油提煉出的輕型塑料更環保,因而能成為其替代品。

汽車製造商計畫增加汽車內的鎂元素,從目前一般汽車的11至13磅增加至99至353磅(45至160公斤)。據估計,汽車重量減輕大約50磅(22.5公斤),可以提升燃料效率大約1%。美國各地的汽車減少1%的油料消耗,每天將可減少10萬桶石油的耗用。

對於可充電電池,包括能儲存太陽能的液態電池而言,鎂在使用上似乎也大有可為。這種金屬元素具有良好的電磁和無線射頻防護特性,使其成為手機、電腦機殼和照相機等產品的絕佳材料。

利用合金解決應用上的限制

鎂在應用上的最大限制之一是,它的六角形原子結構相當堅硬,製造商較難將其捲繞、擠壓或延伸成他們需要的形狀。

有一個可行方案是試做鎂和其它元素的金屬合金,以尋求最佳組合。某些稀土元素,例如:釔、鑭、鈰和釹等,可以強化鎂合金的結構和性質,但因為物以稀為貴,此類合金的成本也會增加。

研究人員最近也創造出以鋁、鈣和鎂等元素為基礎的新型低成本合金,或許可以用來製造汽車動力系統中重量輕、溫度高的元件。

也許最有前途的的未來合金尚未發現。新的電腦模型使科學家和工程師得以預測、甚至測試新合金的優缺點,進而加速材料設計和改革的速度。

波洛克指出,拜高精確性模擬工具所賜,人們可以探索更多的合金組合,新的最佳解決方案的可能性因而大幅增加。

(http://www.dajiyuan.com)

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