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有“材”——最輕金屬鎂

發(fā)布時間:2015-01-13 10:01:17 來源:陜鎂電商 車云網(wǎng) 查看次數(shù):

  看過日經(jīng)技術(shù)在線的一篇文章《最后的輕金屬》,自覺想不出比這個更貼切的詞兒來描述我最熟悉的。 

  更高強度的鋼、鋁乃至碳纖維都是現(xiàn)在人們耳熟能詳?shù)妮p量化材料了。應該還有人記得初中時背過的元素周期表,在自然界中,的質(zhì)量比鋁更輕,而在它之前的三種金屬元素鋰、鈹和鈉,則因為強度、化學活性等原因在其他領(lǐng)域發(fā)揮著光和熱,也會作為、鋁合金的一種組成成分,但一直也不是主要成分,因此用“最后的輕金屬”來形容是再合適不過了。

  在重量上,只有鋼的四分之一、鋁的三分之二。相反的,在成本上,比鋼要多出四分之三,比鋁也要多出三分之一。而且,具有易燃性,其制造過程并不太環(huán)保,在加工成型上也非常艱難。

  所以不僅占據(jù)著天然優(yōu)勢,也有著天然的劣勢。這些劣勢讓它離著“以可承受的成本進行大規(guī)模量產(chǎn)”這個標準十分遙遠,因此在普及程度上非常有限。

  但,需求決定一切,在看到輕量化在節(jié)能減排上的巨大潛力,而鋁合金已經(jīng)不能滿足日益變態(tài)的法規(guī)規(guī)定了,汽車制造商們都不約而同地把目光轉(zhuǎn)向了,并且得到了政府的大力支持。

  據(jù)Ward Auto報道,美國能源部先進研究計劃署給汽車輕量化技術(shù)資助了3200萬美金,其中主要的研發(fā)方向就是的使用。

  目前,世界范圍內(nèi)使用的大部分的都是從國內(nèi)出口的。對于美國、德國、日本這樣的汽車工業(yè)大頭來說,由于進口稅的存在,讓的價格進一步增加。國內(nèi)都是通過燒煤來提取,對環(huán)境的污染十分嚴重;美國產(chǎn)量最大的猶他州,是通過電解大鹽湖中的熔融鹽來提取,制造過程中的能耗非常大。

  于是,如何讓的提取過程不再對環(huán)境和能源造成負擔是擺在汽車制造商們眼前的關(guān)鍵問題。美國能源部給出的3200萬美金中,就有一筆專門的資金是給太平洋國家實驗室(PNNL)用于研究能否從海水中提取元素的。據(jù)PNNL估計,從海水中提取所需要的能量遠遠低于電解熔融鹽的能耗,如果研究能夠成功,將把生產(chǎn)效率提高50%。

  美國的科羅拉多大學還設(shè)計了一種新的提取方法,用太陽能來取代一部分的能量供給。

  日本和韓國在的研發(fā)上也取得了革命性的進展。據(jù)日經(jīng)技術(shù)在線報道,日本已經(jīng)研制出KUMADAI不燃合金,不僅解決了的易燃性問題,在加工方法上也有了進步。韓國政府打算在8年內(nèi)投資約14億元人民幣進行相關(guān)研究,并也建立了板材的量產(chǎn)體系。

  技術(shù)上動向表明離低成本量產(chǎn)的距離越來越小了,那么,當合金成功被低成本量產(chǎn)時,能有哪些應用呢?

  其實非常廣泛。實際上,在汽車制造商的計劃里,到2020年,在車身結(jié)構(gòu)上會使用平均160公斤的合金,大概占據(jù)了車身總重的十分之一,主要會應用在后備箱的面板或者座椅框架等部位。現(xiàn)在也有部分車型開始使用合金,大眾的XL1,在加強梁和碰撞能量吸收結(jié)構(gòu),寶馬也在旗下的部分發(fā)動機型號上使用了合金。特別的,在燃料電池方面,還能作為儲存和運輸氫氣的材料得到運用。

  除了成本和加工問題之外,要想廣泛使用在汽車的結(jié)構(gòu)件上,還需要解決其韌性較低、容易斷裂的問題。福特等汽車廠商已經(jīng)開始了這方面的研究。福特認為,如果能夠在車身結(jié)構(gòu)上大面積地使用,至少能夠讓車輛的重量降低20%。

  在可預見的未來里,在成本上的競爭力可能永遠也比不過鋼。這也就意味著以后最有可能看到的應用的車型應該會是豪華車、跑車和高端的SUV了,對于這些車型來說,價格從來就不是問題。而且,它們還將因輕量化而在操控性、舒適性、動力性能以及燃油效率這些方面等到提升,更好地成就其名。

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