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碳镁合金和锂镁合金比有哪些优缺点? 第1页

  

user avatar   wei-jian-sheng 网友的相关建议: 
      

为了回答好这个问题,同时,也考量下这个研究方向,花了一个多小时找了下文献。按照题目要求,简单说下以下几个问题。

  • LG Gram Z980纳米碳镁合金,
  • 触感更接近塑料
  • 和传统锂镁、铝镁合金相比,有哪些优缺点,扛腐蚀和耐磨性能如何


1、纳米碳镁合金

LG Gram Z980称自己用的叫做纳米碳镁

商品嘛,起个正常人没听说过的名字才能满足消费者的好奇心、虚荣心、消费欲望。

这个材料的实际名字,我没找到其具体参数,但,学术名字应该是镁基碳纳米管增强复合材料。

简单说,在镁合金中加入碳纳米管,起到一定的增强效果。具体而言,做笔记本壳子的材料一般是挤压或轧制处理的AZ31,或压力铸造或半固态成型的AZ91。按照现在的工艺,两者都有可能。微软的surface用的应该是AZ31,这个可能也是。

按我查到的文献,这个纳米碳镁应该是AZ31/AZ91+0-3 wt. % CNT (Carbon nanotube)


2、触感。

触感,这种主观感受是可以操纵的。

一来,可以在不改变合金内部组织的前提下,经由表面处理即可完全实现。评价体系中最虚,最水的标准。不提。只说一点,添加CNT基本不会影响合金的表面质量,因为比例太低,商用肯定在3%以下。这种程度都能让触感质变,那估计就是安慰剂效应了。


3、对比优劣。

和镁锂对比,密度高10-20%左右,室温强度高50-100%,塑性低很多,只有镁锂的三分之一到五分之一,耐氧化;和铝镁比,密度低30%,塑性低50%,模量低30%。

抗腐蚀:Li的存在导致容易氧化;CNT化学稳定,腐蚀性全看基体AZ31/AZ91。

耐磨性:看硬度,硬度高,耐磨性高。

CNT的加入可能会导致硬度增加,但幅度不大。如下图中黄色部分,极限增幅6%。纯镁中有时候还会降低。


4、最应该关注的,是加CNT前后的效果对比。

分几个方面:强度,塑性,热导率。

强度增加这一条,确定。 CNT大法好!

塑性降低,不可避免。 CNT大法差!

导热性能降低,不可避免。CNT大法差!

注意上面这个强度增加,但塑性明显降低(以图4、5为参考),这是所有复合材料的通病。若此,我猜他这种材料更可能是用半固态成型或压铸AZ91做成的。这样的话,强度会低很多,大概130MPa左右吧,算是低了,CNT强化也不明显,增加个10-15%差不多了。

总体而言,镁基CNT,即他们宣称的这个纳米碳镁,算是个提高,但更多是噱头,有无的问题。没有什么突破性提高。考虑到商业应用,CNT的添加量可能到不了3%,毕竟CNT还是很贵的,虽然具体数值我不知道,但参考已经工业应用的碳纤维复合材料的价格,CNT只会更贵。


但我欢迎这种噱头。

让完全不懂这个材料的人觉得这东西高大上,愿意为这个消费,才能让做相关研究的人才能有钱做研究,从而真正的把这个符合材料做到更好。

至于下面这种,当笑话看看就好。


补:

CNT的参考价格:工业级多壁CNT, 600RMB/kg,单壁的太贵,肯定不会用,原镁的报价现在12/kg,所以CNT添加量多不了。


根据讨论区的信息, @什么都不敏感, 再补一次:

下面是一个生产笔记本壳子的过程视频,基本流程,和铸造对比优点等都讲了。

https://www.zhihu.com/video/958262167435276288

如果是AZ31变形镁合金做机身,那这种产品的原始铸锭一般都200mm以上直径,能做多长做多长,大直径的铸锭可以有2吨,然后挤压成板子,然后根据需要看是否轧制,做成通用型商用板材,除了给做电脑机身,还可以做汽车车门,内饰等很多部件。

到了生产电脑机身的具体承包商这里,还需要做热冲压成型(上面这个视频),最后才是CNC机加工,精确成型,化学处理等。

如果是压铸,那就是除了最后CNC机加之后相同,前面的都没有。

这也是我觉得这个本子是AZ91加了一点儿CNT的原因:前面这条线太长了,成本也高,除了surface这种土豪本,一般的本子用的话,摊销成本还是高了。

但性能要好很多,比压铸能高出将近100MPa,近乎翻倍,伸长率,基本就是4倍。

所以如果真是为了强度高,根本不需要加CNT,只要走完第一条路径,做成变形镁合金(对标方案称为铸造镁合金),强度就非常好了,而且伸长率可以到20-30%,冲击吸收功(强度-伸长率曲线的和伸长率轴之间的面积,强度或伸长率的增加都可以导致这个指标的增加)可以到压铸CNT增强AZ91的3-4倍。

如果真打算用笔记本防弹, @肉弹战车这才是优选,但,单靠着一张打湿了报纸的重量的机身材料挡子弹的话,那存活估计就是靠信仰了(抗弹主要靠里面将近10mm厚度内的其他乱起八糟的“内脏”器件)。

再如果,这个本子真是压铸AZ91+CNT,那这个机身就是局座常说的那个东西:绣花枕头烂草包。

买本子的时候,大家还是选塑性成形(相对于压铸成形)的AZ31吧,没那么多噱头,实在的轻质高强。

坐等具体信息出来,有实际数据的欢迎私信指教。




  

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