馬國慶

摘要：隨著社會經(jīng)濟(jì)與科學(xué)的發(fā)展，金屬材料在各輕重行業(yè)中扮演著越來越重要的角色，毫不夸張的說，今天推動人類社會的進(jìn)步和發(fā)展因素當(dāng)中，金屬材料就是一不可分割的因素。本文通過對幾種金屬材料在生活中的應(yīng)用的闡述，進(jìn)而對金屬材料 做出了合理的應(yīng)用前景分析。以供各位借鑒。

1.金屬材料在未來設(shè)計中的地位與應(yīng)用前景

當(dāng)下社會，金屬材料在人類社會中的地位受到了前所未有的挑戰(zhàn)。一方面是高分子材料和陶瓷材料對傳統(tǒng)金屬材料造成沖擊。首先是高分子材料。高分子材料尤其是工程塑料，從性能到應(yīng)用的許多方面已能和傳統(tǒng)的金屬材料相抗衡，加上其原料豐富、價格便宜、產(chǎn)量驚人，已經(jīng)迅速崛起。其次是陶瓷材料，陶瓷材料在現(xiàn)代電子工業(yè)中占有異常重要的地位。另一方面金屬材料自身對能源、資源和環(huán)境三方面造成的消耗很大。金屬材料經(jīng)過數(shù)千年的發(fā)展，某些主要的金屬礦產(chǎn)資源日漸緊張、高質(zhì)量的金屬礦產(chǎn)很快減少、低質(zhì)量的礦物使能源消耗和成本增加，這些都使金屬工業(yè)成為能源的最重要消耗者，同時也是嚴(yán)重的環(huán)境污染者。基于以上的原因，金屬材料的發(fā)展可以在以下兩個方面進(jìn)行：一是對已有的金屬材料要最大限度地提高它的質(zhì)量，挖掘它的潛力，使其產(chǎn)生最大的效益。這要求金屬材料的制造技術(shù)要有飛躍性的進(jìn)步。煉鐵煉鋼冶煉技術(shù)、爐外精煉技術(shù)、鑄造技術(shù)、連鑄連軋技術(shù)、近終形加工成型技術(shù)、熱處理技術(shù)、粉末冶金技術(shù)等傳統(tǒng)工藝的改進(jìn)，加上微量雜質(zhì)的控制技術(shù)、微量元素的合金化技術(shù)、高純凈度低偏析技術(shù)等的發(fā)明，都使金屬材料煥發(fā)了第二春。二是希望金屬材料能夠開拓出新的功能，以適應(yīng)更高的使用要求。如鈦合金的記性以及生物親和性等，都是傳統(tǒng)金屬材料在未來發(fā)展的新方向。

2.金屬材料的應(yīng)用實例

2.1鎂及鎂合金

鎂合金具有良好的輕量性，切削性，耐蝕性，減震性，尺寸穩(wěn)定和耐沖擊性，遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)質(zhì)于其他材料。這些特性使得鎂合金在廣泛領(lǐng)域都有應(yīng)用，比如交通運(yùn)輸領(lǐng)域，電子工業(yè)，醫(yī)療領(lǐng)域，軍事工業(yè)等，這種趨勢只增不減。如：

（1）汽車、摩托車等交通類產(chǎn)品用鎂合金

世界各大汽車公司已經(jīng)將鎂合金制造零件作為重要發(fā)展方向。在歐美國家中，各國的汽車廠商正極力爭取采用鎂合金零件的多少作為自身車輛領(lǐng)先的標(biāo)志，大眾、奧迪、菲亞特汽車公司紛紛使用鎂合金。[1]鎂合金已被發(fā)達(dá)國家廣泛用于汽車儀表板、座椅支架、變速箱殼體、方向操縱系統(tǒng)部件、發(fā)動機(jī)罩蓋、車門、發(fā)動機(jī)缸體、框架等零部件上。用鎂合金制造汽車零部件，可以顯著減輕車重，降低油耗，減少尾氣排放量，提高零部件的集成度，提高汽車設(shè)計的靈活性等。通常汽車自重每減輕10%，燃油效率可提高5.5%，廢氣排放相應(yīng)減少。要使汽車輕量化，有兩條途徑：一是優(yōu)化結(jié)構(gòu)設(shè);二是選用輕量化的材料。鋁合金、塑料（樹脂基復(fù)合材料）、鎂合金是目前認(rèn)為較為理想的三類材料。鎂合金壓鑄在所有壓鑄合金中最輕，是極競爭力的汽車輕量化材料，大量的鎂合金零部件被生產(chǎn)出來，以代替塑、鋁合金，甚至鋼制零件。隨著技術(shù)的發(fā)展，鎂合金在汽車領(lǐng)域的應(yīng)用范圍會更廣。[2]

（2）電子及家電用鎂合金

近幾年電子信息行業(yè)鎂合金的消耗量急劇增加，成為拉動全球鎂消耗量增加的另一重要因素。如：筆記本電腦使用鎂合金作為機(jī)殼幾乎是基于鎂合金的全部優(yōu)點為，防震性能提高了電腦部件的可靠運(yùn)行;抗電磁波干擾和電磁屏蔽性能保證了電腦的信息安全;優(yōu)良的熱傳導(dǎo)性，大大地改善了電腦的散熱問題。手機(jī)利用了鎂合金防震、抗磨損及可屏蔽電磁波的特殊功能，又能滿足輕、薄、短、小的要求。同時采用鎂合金外殼的手機(jī)在電磁相容性方面有了巨大提高，在減少了通信過程中電磁波散失的同時也降低了電磁波對人體的傷害。據(jù)統(tǒng)計，2005年全球生產(chǎn)手機(jī)4億部，其中約10%～11%采用鎂合金機(jī)殼。

（3）其它應(yīng)用領(lǐng)域

鎂合金型材、管材，以前主要用于航空航天等尖端或國防領(lǐng)域。近幾年由于鎂合金生產(chǎn)能力和技術(shù)水平的提高，其生產(chǎn)成本已下降到與鋁合金相當(dāng)?shù)某潭龋瑯O大地刺激了其在民用領(lǐng)域的應(yīng)用，如用做自行車架、輪椅、康復(fù)和醫(yī)療器械及健身器材。

2.2鋁及鋁合金

由于鋁的儲量非常豐富，同時具有較多優(yōu)良性能，這也就決定了鋁在工業(yè)和生活中應(yīng)用廣泛，下面我們就根據(jù)它的性能簡單介紹下鋁的應(yīng)用。

（1）能源及石化工業(yè)

能源工業(yè)火力發(fā)電廠的主冷凝器管板和冷凝管均使用黃銅、青銅或白銅制造。太陽能加熱器也常使用銅管制造。石化工業(yè)銅和許多銅合金，大量用于制造接觸腐蝕性介質(zhì)的各種容器、管道系統(tǒng)、過濾器、泵和閥門、各種蒸發(fā)器、熱交換器和冷凝器等。海洋工業(yè)由于銅不但耐海水腐蝕，而且溶入水中的銅離子有殺菌作用，可以防止海洋生物污損。

（2）交通運(yùn)輸行業(yè)

在船舶行業(yè)銅合金包括鋁青銅、錳青銅、鋁黃銅、炮銅（錫鋅青銅），白銅和鎳銅合金（蒙乃爾合金）等都屬于造船的標(biāo)準(zhǔn)材料。在軍艦和商船中銅和銅合金一般用做鋁青銅螺旋漿、螺栓、冷凝管、鉚釘、含銅包覆油漆等。鐵路列車上的電機(jī)、整流器以及控制、制動、電氣和信號系統(tǒng)等也都要依靠銅和銅合金來工作。此外，鐵路的電氣化對銅和銅合金的需要量很大。飛機(jī)中的配線、液壓、冷卻和氣動系統(tǒng)需使用銅材，軸承保持器和起落架軸承采用鋁青銅管材，導(dǎo)航儀表應(yīng)用抗磁銅合金。

3.結(jié)束語

總而言之，言而總之，金屬材料與人類社會進(jìn)步的關(guān)系已不需多言，其體現(xiàn)的價值早已不再是簡單一種人類所熟知的材料而已了。更多的，是一種社會進(jìn)步的推動力。顯而易見，金屬材料的存在讓人類的社會的進(jìn)步加速了很多。而能夠?qū)W會利用金屬材料，毫無疑問，也是人類社會在不斷前進(jìn)中的一大幸事。所以，我們應(yīng)該感謝金屬材料在人類社會中起到的作用，也應(yīng)更好的在未來利用好金屬，讓他的光芒更加閃耀。

4.參考文獻(xiàn)：

[1]肖永清. 輕金屬材料在汽車上的開發(fā)應(yīng)用前景[J]. 有色金屬加工， 2006（06）：19-22.

[2]孫鳳雨. 金屬材料在汽車輕量化中的應(yīng)用[J]. 科技資訊， 2018， 16（31）：103-104.