新型镁锂合金材料应用

新型镁锂合金已应用于中国成功发射的首颗全球二氧化碳监测科学实验卫星中的高分辨率微纳卫星上，大幅减轻了卫星重量，显著提高有效载荷，降低了发射成本。

新型镁锂合金与铝合金相比，同样大小，重量仅是铝合金的一半，但比强度高于铝合金。此外，这种新型镁锂合金的阻尼性能优异，是铝合金的十几倍，减震降噪效果好，在屏蔽电磁干扰方面表现突出。

西安交通大学柴东朗教授及团队，通过向金属镁中添加金属锂，使其具备了低密度、高比刚度、高比强度的优异力学性能和减震、消噪的高阻尼性能，以及抗辐射、抗电磁干扰性能，代表了镁合金发展的技术前沿，被称为未来最为“绿色环保”的革命性材料。

镁锂合金早在1960年代，美国NASA即开发应用于航天工业零件上，然因锂价昂且耐蚀性，使Mg-Li合金发展停滞。近年来，因熔炼与表面处理技术精进，大批量使用，使Mg-Li合金再受瞩目。

在美国、日本、德国、俄罗斯等国都有商业镁锂合金系，而在中国则没有相应的合金系。我国对Mg-Li合金的研究还处于起步阶段，中铝郑州轻金属研究院在2010年成功研制超轻镁锂合金，领头中国镁锂合金发展。

变形镁锂合金产品形态有箔、板、管、棒、型材等，可薄至0.06mm壁厚。铸造镁锂合金有各种尺寸的铸锭。

牌号有LA141(Mg85-Li14-Al1)、LA91、LZ91、LAZ933 (Mg85-Li9-A3-Zn3)、LAZ931 (Mg85-Li9-A3-Zn1) 、MA18、MA21。

锂(Li)为一种银白色的轻金属;熔点为180°C，沸点1342°C，密度0.53g/cm3，硬度0.6。金属锂可溶于液氨。纯铝太软,当在铝中加入少量的Li、Mg、Be等金属熔成合金，既轻便，又坚硬。

镁锂合金(magnesium-lithium alloy )它是结构金属材料中密度最低者，在镁金属中添加锂元素，一般含锂14-16 %，其比重介于1.4-1.6，较一般镁合金的1.8更低，比塑料密度略高，强度220～340MPa，弹性模量40GPa。阻尼大，是铝合金的十几倍，也就是能吸收冲击能量，减震降噪效果好.在屏蔽电磁干扰方面,镁锂合金也有突出表现。

镁锂合金材料除超轻外，最大特色为可常温塑性加工成型，如轧延、冲压等技术大量生产，也可铸造成型和半固态注塑成型。

轻金属材料在减少环境污染和能量消耗的作用已经被广泛的认识，镁的密度只有1.74g/cm3，因此是已经应用的最轻的结构材料。镁合金由于其高的热传导效率、显著地减震作用以及电子屏蔽作用强被广泛应用于3C电子工业。然而由于镁合金的秘排六方结构，使其冷加工变形显得相当困难，这种困难基本上抵消了镁合金的优点，严重限制镁合金在工业上应用。

金属锂在镁合金中添加后可以使镁合金的晶体结构转变为可以进行冷加工变形的结构，因此以补偿镁合金密排六方结构的不足。金属锂加入镁合金后同样也可以使合金的密度降低很多，有利于金属的轻量化应用。

从镁锂合金二元相图中可以看到，当Li的含量大致在11wt.%时，镁锂合金的晶体结构将从原先镁合金固溶体的密排六方转变为Li的共熔体的体心立方结构。

镁锂合金的β相不仅使合金的密度降低至1.5g/cm3，而且提高了合金在室温时候的延展性能。

然而由于二元β相镁锂合金低的强度、熔点以及蠕变抗力使其很少在工程领域应用。

因此人们开始设计二元/三元β相镁锂合金，通过合金元素的加入，达到客服合金的不利缺点

·1955年，Jones通过对三元镁β合金(镁和锂的比例为88:12)分析研究其强度和加工硬化性能，Jones指出通过加入Cd、Zn或者Al在铸造和轧制过程中可以产生最佳的性能，但是在常温下合金不很稳定，另一方面添加Si、Cu、Sn或者Ce后合金的机械性能出现降低。

·1957年，Clarkhe 和Sturkey在研究Mg-19.6Li-18.5Zn时发现，由于析出相MgLi2Zn转变为平衡稳定的LiZn相，室温下20-30h时效后，合金快速的达到最大硬度。

·1980年，Alamo和Barchik通过研究Mg-11.4Li-1.4Alβ合金的沉淀强化现象并且证实当合金完全固溶后在室温下时效，发生了相的反应β-β θ α，当θ相( θ 相主要是平稳的稳定相AlLi相)析出时合金的硬度达到最大值。

aluminium-magnesium lithium alloy

可以通过淬火时效强化。有与硬铝相当的强度，密度2.47g/cm3，弹性模量达73 500MPa，可焊性好，可用于制造各种铝材和模锻件。2100433B