金属镁及其镁合金的制备与应用

陈少华

（中南大学 冶金科学与工程学院，湖南 长沙 410012）

摘要：本文评述了金属镁的制备，镁合金的种类，以及镁及其镁合金的应用。 关键词 镁 镁合金 制备 应用

镁是最轻的金属元素，其比重只有1．74，仅相当于铝的2／3，铁的1／4。而且镁资源特别丰富，占地壳总重量的2．1％，海水中的o．13％，可谓取之不尽，用之不竭。金属镁及其合金具有密度小、比强度和比刚度高、导电导热性能较好、阻尼减震和电磁屏蔽性能良好、易于加工成型、废料容易回收等优点

[1]，广泛应用于航天航空、交通运输、电子技术、光学器材、精密机械、日用商品等领域。由此镁及镁合金获得“21世纪的绿色工程材料”的美誉[2]。

1.金属镁的制备

金属镁的制备方法可分为两大类：电解法和热还原法。

1.1电解法炼镁[3-5]

电解法的原理是电解熔融的无水氯化镁，使之分解成金属镁和氯气。依据所用原料及处理原料的方法不同，可细分为以下具体的方法：道乌法、氧化镁氯化法、诺斯克法和光卤石法等[6]。以下主要介绍氧化镁氯化法和光卤石法。

1.1.1 氧化镁氯化法 利用天然菱镁矿，在700～800℃下煅烧，80%得到活性较好的轻烧氧化镁。 氧化镁的粒度要小于0.144mm ，然后与碳素混合制团，团块炉料在竖式电炉中氯化，制得无水氯化镁，直接投入电解槽，最后电解得金属镁。制备MgCL2的程式为：2MgO+2CL2+C=2Mgcl2+CO2。

1.1.2 光卤石法 将光卤石（Mgcl2·kcl ·6H2O ）脱水后，直接电解制取金属镁。

光卤石脱水时水解反应不像Mgcl2那样严重，但也有一定的水解，因而在无水化

的处理过程中，也需要氯化过程，由于加入了 ，需要经常清理电解槽。

1.1.3 电解法制镁存在的问题

制备无水Mgcl2困难：在氯化镁的脱水过程中，由一水氯化镁脱水制取结

晶氯化镁的过程极易水解，产生碱式氯化镁［Mg （OH ）CL ］和氧化镁，生产工艺较难控制；在HCL 气氛下，水氯镁石脱水需要较高的温度（ 一般约为

450℃），能耗大，设备腐蚀严重。在金属镁的生产成本中，大约50% 的费用用于Mgcl2脱水。金属镁的纯度较低：电解法制取的粗镁中主要含有电解质中的氯

化物及Fe 、Si 、Ni 、Cr 、Mn 和K 、Na 等金属杂质，其存在会降低镁及其合金的耐腐蚀性能，因此需要采取措施，提高镁的纯度。