相对于已经有9000年使用历史的黄金而言,铝,这种略带蓝光的白色金属,实在只能算是金属材料中的婴儿。铝于18世纪初问世并被命名。与其他金属元素不同,铝并不是以直接的金属元素的形式存在于自然界中,而是从含50%氧化铝(亦称矾土)的铝土矿中提炼出来的。以这种形态存在于矿物中的铝也是我们地球上出量最丰富的金属元素之一。
当铝这种金属最早出现的时候,它并没有被立刻应用到人们的生活当中。后来,针对其独特功能和特性的一批新产品逐渐问世,这种高科技材料也逐渐拥有越来越宽阔的市场。虽然铝的应用历史相对较短,但现在市面上铝产品的产量已经远远超过了其他有色金属产品的总和。
材料特性:柔韧可塑、易于制成合金、高强度-重量比、出色的防腐蚀性、易导电导热、可回收。
典型用途:交通工具骨架、飞行器零部件、厨房用具、包装以及家具。铝也经常被用以加固一些大型建筑结构,比如伦敦皮卡迪利广场上的爱神雕像,以及纽约克莱斯勒汽车大厦的顶部等,都曾用铝质加固材料。
4. 镁合金——超薄美学设计
镁是极重要的有色金属,它比铝轻,能够很好地与其他金属构成高强度的合金,镁合金具有比重轻、比强度和比刚度高、导热导电性好、兼有良好的阻尼减震和电磁屏蔽性能、易于加工成型、容易回收等优点。
但长期以来,由于受价格昂贵和技术方面的限制,镁及镁合金只少量应用于航空、航天及军事工业,因而被称为“贵族金属”。现今镁是继钢铁、铝之后的第三大金属工程材料,被广泛地应用于航空航天、汽车、电子、移动通讯、冶金等领域。可以预计,由于其它结构金属生产成本的增加,金属镁在未来的重要性变得更大。性变得更大。性变得更大。
镁合金比重为铝合金的68%,锌合金的27%,钢铁的23%,常用于汽车零件、3C产品外壳、建筑材料等。大多数超薄笔记本电脑和手机外壳采用镁合金做外壳。
自上世纪起,人类对金属质感、光泽仍有不可抹减的爱恋,塑料产品虽然可以形成类金属的外观,但其光泽感、硬度、温度、质感仍与金属有差距。镁合金作为一种新型的金属原料,给人一种高科技品的感受。
镁合金的耐腐蚀性是碳钢的8倍,铝合金的4倍,更是塑料的10倍以上,防腐能力是合金中最佳者。常用的镁合金具有不可燃性,尤其是使用在汽机车零部件以及建筑材料上,可以避免瞬间的燃烧。
镁在地壳中的储量居第8位,大部分的镁原料自海水中提炼,所以它的资源是稳定充分的。
材料特性:轻量化的结构、刚性高且耐冲击、优良的耐腐蚀性、良好的热传导性和电磁遮蔽、良好的不可燃性、耐热性较差、易回收。
典型用途:广泛应用于航空航天、汽车、电子、移动通讯、冶金等领域。
5. 铜——人类的伙伴
铜简直就是一种让人难以置信的万用金属,它与我们的生活如此密切相关。人类的许多早期工具和武器都是用铜制成的。它的拉丁名字“cuprum”起源于一个叫做Cyprus的地方,这是一个铜资源非常丰富的岛屿,人们用岛的名字的缩写Cu来给这种金属材料命名,于是铜便有了现在的代号。
铜在现代社会中扮演着十分重要的角色:它被大量应用于建筑结构当中,作为传输电力的载体,另外,几千年来它还一直被许多不同文化背景的人们作为制作身体装饰品的原材料。从最初简单的译码传输,到后来在复杂的现代通讯应用中扮演的关键角色,这种具有延展性、橘红色的金属一路伴随着我们发展进步。铜是一种优良的导电体,其导电性能仅次于银。从人们利用金属材料的时间历史这一点来说,铜则是仅次于金的为人类利用最悠久的金属。这一点在很大程度上是因为铜矿很容易开采,而且铜业比较容易从铜矿中分离出来。
材料特性:很好的防腐蚀性、极好的导热、导电性能、坚硬、柔韧、具延展性、抛光后、效果独特。
典型用途:电线、发动机线圈、印刷电路、屋面材料、管道材料、加热材料、首饰、炊具。它也是制作青铜的主要合金成分之一。
6.铬——高光洁度的后处理
铬最为常见的存在形式是作为合金元素用于不锈钢中,来增强不锈钢的硬度。镀铬工艺通常分为三种类型:装饰性镀层、硬质铬镀层以及黑色铬镀层。铬镀层在工程领域中应用相当广泛,装饰性铬镀层通常作为最表层镀于镍层外面,镀层具有精致细腻如镜面一般的抛光效果。
作为一道装饰性后处理工序,铬镀层厚度仅为0.006毫米。在打算采用铬镀层工艺的时候,一定要充分考虑到这一工艺的危险性。近十年来,六价装饰性铬水被三价铬水所取代的趋势越来越明显,因为前者具有非常强的致癌性,而后者则被认为毒性相对小一些。
材料特性:光洁度非常高、优良的防腐蚀性能、坚硬耐用、易于清洗、摩擦系数低。
典型用途:装饰性镀铬是许多汽车元件的镀层材料,包括车门把手以及缓冲器等,除此之外,铬还应用于自行车零部件、浴室水龙头以及家具、厨房用具、餐具等。硬质镀铬更多的用于工业领域,包括作业控制块中的随机存储器、喷气机发动机元件、塑料模具以及减震器等。黑色镀铬主要用于乐器装饰以及太阳能利用方面。
7. 钛——轻巧而结实