【鎂合金專題】汽車以外，鎂合金在其他領域的應用

導言：雖然汽車用途涵蓋了鎂合金的大部分應用，但在汽車行業之外，還有大量值得關注的應用，並且這種應用還在繼續。這些應用包括消費電子產品、生物醫學應用、航空航天應用、建築設備和手持設備。這些應用中使用的鎂合金由高壓壓鑄、砂型鑄造、半固態鑄造、擠壓和增材制造等制成。除了輕量化能力之外，這些應用中使用的鎂合金的其他一些關鍵優勢包括出色的比熱能力、阻尼性能.阻燃性、電磁幹擾屏蔽和強度重量比特性。

航空業

鎂合金最初的主要用途之一是在飛機的應用中，因爲鎂在第一次世界大戰和第二次世界大戰期間被廣泛用於飛機的開發。康維爾 B-36和平締造者於 1949 年至 1959 年間制造，是有史以來翼展最長的戰鬥機，無需加油即可進行洲際飛行，制造時使用了超過5噸的鎂。B-36使用了600公斤以上的鎂鍛造件、5000公斤以上的鎂板材和400公斤以上的鎂鑄造件。

圖1一架西科斯基H-19運輸直升機在美國國家博物館展出。

（資料來源：美國空軍）

在20世紀50年代制造的西科斯基H19運輸直升機的鑄造和板型中也廣泛使用鎂合金（圖1）,佔飛機總質量的17%，以及從20世紀70年代開始至今的西科斯基UH-60黑鷹直升機變速箱殼體的砂鑄件。

此外，鎂合金最近在民用飛機座椅上得到了應用。一種新開發的合金ELEKTERN43，滿足嚴格的易燃性要求，同時最大限度地提高強度，被用於航空結構座椅應用，表明顯著減少重量。

生物醫學

鎂合金由於其特殊的強度、低密度、生物相容性和可生物降解性而長期以來一直是生物醫學應用的首選。鎂合金的密度和彈性模量與人體骨骼相似，在骨科恢復過程中，鎂合金在生理環境中的腐蝕速率能夠穩定和提高骨強度。一些不同的研究人員和公司已經開發了鎂合金植入物和螺絲釘，使用添加劑制造工藝或鋼絲加工工藝，並探索了不同的表面塗層來控制這些應用的腐蝕速率（圖2）。在美國，鎂合金在骨科應用中的應用效果令人滿意。食品和藥物管理局（FDA）最近建立了一個快速開發和審查程序，以批準此類申請。

圖2一種由鎂鎂合金制成的骨科植入物，旨在爲骨折提供臨時固定。

消費電子產品

鎂合金在消費電子市場的應用越來越廣泛，包括智能手機、平板電腦和筆記本電腦外殼等。制造技術的進步使得0.5毫米厚的鎂合金板材能夠進行冷衝壓，而導熱性降低和耐用性提高則帶來了良好的用戶體驗。

圖3新一代T14GG5筆記本電腦的功能是由90%回收鎂和55%回收鋁組成的鍵盤框架。（資料來源：聯想）

聯想和 LG 電子均已在其多款不同型號的筆記本電腦外殼中採用了鎂合金。例如，聯想 ThinkPadT14筆記本電腦的鍵盤框架採用 90%的再生鎂制成（圖3）。這些應用的輕量化能力通過創下最輕商用筆記本電腦的多項世界紀錄得到了證明。例如，最輕的 16 英寸筆記本電腦是 2024 LG Gram，重量爲 1.36 公斤，比其他商用筆記本電腦輕了近30%。

其他應用

鎂合金在其他應用中也有廣泛的用途，從建築設備到手持式檢測設備，再到電力和園藝工具。鎂合金除了在這些應用中具有輕質能力外，還提供阻尼能力、零件加固和電磁幹擾屏蔽。

Waygate Technologies爲他們的手持式遠程便攜式管道鏡系列開發了一種一體式鎂鑄件外殼。其中一款配備5.8英寸液晶顯示屏和6.8 Ah鋰離子電池，運行時間爲3小時，總重量爲2.5千克。

幾種不同的鎂合金鑄件應用於林業機械，包括Stihl MS 400 C-M鏈鋸上的新型輕質活塞，該活塞在減輕重量的同時提高了發動機性能。另一個設計是MS 261 C-M林業鏈鋸的曲軸箱。此外，Makita 5007MG 7.25英寸鎂圓鋸的特點是鋸座、鋸片箱和鋸的安全防護裝置採用鎂合金鑄件，從而在輕質應用中實現出色的平衡，與同類鋸相比重量減輕20%-35%。

未來應用

鎂合金應用的未來將主要受益於在新開發中的輕量化能力。鎂合金的應用對於航天器的應用具有極好的潛力，包括鑄造衛星支架和電子底盤組件，預計重量減少20-30%。鎂合金由於其體積容量和以近15%的質量儲存氫的能力，在儲能技術中的應用前景受到了廣泛的研究。

一些研究人員已經證明了鎂合金的高效固態儲氫潛力。然而，需要進一步開發相關基礎設施，以充分發揮這一潛力。

最後，鎂合金在航空應用的新發展中，如無人駕駛飛行器（即無人駕駛飛行器），有着非常廣闊的前景。（無人機）或電子垂直起降飛機，需要大量使用輕型材料，以最大限度地提高飛行特性。

正如這一概述所表明的，鎂合金在消費電子、生物醫學、航空、電力和手持設備等領域有着廣泛的應用，在氫儲存、航空和其他未來運輸方式方面有着巨大的潛力。

本文編譯自輕金屬時代，編譯和轉載旨在促進行業內知識的交流與分享