(1)某化学兴趣小组按照下列流程进行“由镁铝合金制备硫酸铝晶体”的实验.①则镁铝合金中加NaOH溶液的
(1)向镁铝合金中加入足量氢氧化钠溶液,Al和氢氧化钠溶液生成可溶性的偏铝酸钠,镁不反应,采用过滤的方法进行分离,向滤液中加入稀硫酸条件溶液的pH,得到氢氧化铝固体,向固体中加入稀硫酸,氢氧化铝和稀硫酸反应生成硫酸铝,再将溶液加热浓缩、结晶得到硫酸铝晶体;
①铝和氢氧化钠溶液反应生成偏铝酸钠和氢气,反应方程式为:2Al+2NaOH+2H2O═2NaAlO2+3H2↑,故答案为:2Al+2NaOH+2H2O═2NaAlO2+3H2↑;②操作Ⅱ包含的步骤有蒸发浓缩、冷却结晶(降温结晶)、洗涤、干燥,故答案为:冷却结晶(降温结晶);洗涤;
③某兴趣小组为测定镁铝合金中各组成的质量分数,根据图象知,能够测得氢气体积,根据金属和氢气之间的关系式分析知,设计图1示装置需要测定的数据有氢气的体积、镁铝合金的质量,故答案为:氢气的体积、镁铝合金的质量;
(2)Al3+、Fe3+的物质的量之和为0.10mol,n(NaOH)=2mol/L×0.17L=0.34mol,设Al3+物质的量与总物质的量的比值为x.则x=0.4时,n(Al3+)=0.04mol,n(Fe3+)=0.06mol,铁离子完全沉淀需要n(NaOH)=3n(Fe3+)=0.18mol,铝离子完全沉淀需要n(NaOH)=3n(Al3+)=0.12mol,实际上n(NaOH)大于铁离子和铝离子完全沉淀需要的氢氧化钠的物质的量,所以氢氧化钠要溶解,假设氢氧化铝完全溶解,则需要n(NaOH)=n(Al3+)=0.04mol,所以氢氧化铝恰好完全溶解,则生成沉淀的物质的量就是氢氧化铁的物质的量,为0.06mol;
当溶液中不存在铝离子时,即x=0时,溶液中存在的沉淀为Fe(OH)3,根据铁原子守恒得沉淀的物质的量=n(Fe(OH)3)=n(Fe3+)=0.10mol,
当x=0.4时,生成的氢氧化铝恰好完全溶解,溶液中沉淀的物质的量为0.06mol;
当x=1.0时,0.1mol的Al3+转化为0.1molAl(OH)3需要n(NaOH)=0.3mol,还剩余0.04mol氢氧化钠和氢氧化铝反应生成偏铝酸钠,根据钠原子守恒知,生成0.04mol氢氧化铝,所以沉淀的物质的量=0.1mol-0.04mol=0.06mol,
所以当x≥1.0时沉淀的物质的量为0.06mol,
其图象为
故答案为:0.06 mol;作图如下.
镁合金材料生产工艺主要分为三大块:
1、铸造,通过熔炼合金配比,生产合格板棒坯料;
2、成型,通过挤压、轧制、锻造从而改变镁合金内部晶粒组织,提高其力学性能;
3、热处理,通过控温生产符合要求的镁合金材料。
核心的就这么几句话,实际工作中,简化流程、提高产量及合格率,才是我们生产工作中需要完善的地方!
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在零件的机械加工过程中,常常会由于内应力而产生变形,尤其是有色轻金属如铝、镁合金的加工。内应力引起的翘曲、侧弯和扭曲等形式的变形频繁出现,会严重影响零件的加工质量及加工效率,特别是对于薄壁、薄板类零件表现得尤为突出。如何最大限度地减少或消除零件的变形,保证产品质量及生产效率,多年来一直是我们研究的地方。
原因分析:
为提高镁合金的加工和使用性能,在加工前需要通过热处理(淬火处理+时效处理)的途径提高强度。材料在淬火过程中产生很大的内应力,时效过程不能完全释放淬火过程中产生的内应力。
在后续的机械加工过程中,新的切削应力产生,随着材料的不断去除,内应力的平衡状态被打破,内应力重新分布,直至达到新平衡过程而产生变形,使零件失去应有的加工精度。而且当零件表面的应力超过材料的强度极限时,还会产生裂纹。
解决办法:
针对以上原因,对于镁合金薄壁、薄板类零件采用“套材”法进行加工。“套材”法就是一次装夹完成所有尺寸加工后,再将零件从毛坯中掏出的加工方法。
套材过程包括铣上面→粗铣内腔→粗铣外形→精铣外形→精铣内腔→精铣底面→点(钻)孔→切断等工艺。
由于整个过程是在一次装夹中完成的,在切断之前,由于零件与毛坯材料地面连接,所以内应力的产生不会造成零件有较大变形,在整个过程中零件尺寸稳定。
在切断时,需要让毛坯材料与零件材料底面有0.1mm粘连,以保证在整个“套材”过程中零件有足够的强度抵抗加工过程中产生的切削应力。
将零件从毛坯中切下后,零件虽由于应力释放而发生变形,但是零件上各相对尺寸不会改变,只需要增加校正工序校平底面所有尺寸、形状均可恢复正确。
镁合金加工注意事项
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1.镁铝合金和稀硫酸反应产物为硫酸镁和硫酸铝
2.加入过量氢氧化钠,注意过量,氢氧化钠会和硫酸铝反应生成氢氧化铝,由于过量,氢氧化钠还会和氢氧化铝反应生成偏铝酸钠,而偏铝酸钠是可溶的,也就是说现在溶液里的沉淀只剩下氢氧化钠和硫酸镁反应产生的氢氧化镁
3.氢氧化镁的沉淀被过滤出来灼烧,会生成氧化镁
4.氧化镁10g,氧化镁相对分子质量是40,也就是说剩下的产物是0.25mol氧化镁,由于氧化镁和镁是一一对应的,所以原来镁铝合金中的镁也是0.25mol
5.0.25mol镁质量为6g,也就是10g镁铝合金中有铝6g
6.6/10*100%=60%
镁及镁合金板材目前生产工艺主要有铸造,挤压,轧制,锻造等...
这里主要给大家介绍镁合金挤压、轧制、锻造生产工艺流程,这个是目前变形镁合金的主要生产工艺,相对同规格牌号的铸造镁合金,变形镁合金性能会更优秀点,强度要更高、延伸率更好。
镁合金挤压工艺
镁合金轧制工艺
镁合金锻造工艺
内容参考:镁合金板材能折弯吗,镁板厂家轧制规格及生产工艺流程有几种?
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投入HCl是将Mg,Al全部转化成Mg2+,Al3+。然后发生如下反应:
Mg2+ + 2OH- = Mg(OH)2(沉淀) Al3+ + 3OH- =Al(OH)3(沉淀)
达到沉淀最大值时即以上两个反应发生完全。再加氢氧化钠时发生发生如下反应: Al(OH)3 + OH- = AlO2- + 2H2O
只剩Mg(OH)2即该反应完全。此反应加入了0.05*2=0.1mol的NaOH,说明有0.1mol的Al3+,即由Al原子守恒知有0.1molAl单质,即2.7g。故Mg有10.2-2.7=7.5g。
达到沉淀最大值时Al耗0.1*3=0.3molNaOH,Mg耗7.5/24*2=0.625molNaOH,
共耗0.925mol。 所以消耗2mol/L的氢氧化钠0.925/2=0.4625L
镁铝合金是合金中的一种,一般密度在1.8g·cm-3左右,镁和铝的合金的低密度使其比性能提高。镁铝合金具有很好的强度、刚性和尺寸稳定性。
应用领域:
1、镁合金DVD门盖板良好的刚性、尺寸稳定性和导热性不仅比塑料门盖板更为轻薄,同时也避免因受热引起老化变形而导致的功能性故障。
2、更轻更薄的笔记本电脑无一不将镁合金外壳做为其首选,不仅因为镁合金有好的强度、刚性和尺寸稳定性,优良的电磁屏蔽性和导热性更能保护电脑长时间正常稳定地工作。
3、手机的发展趋势是越来越薄,越来越轻,大的显示屏更成为了时尚,镁合金密度小、强度高、刚性好正符合了其要求,同时优良的电磁屏蔽性也减轻了电磁辐射对人体的伤害。
扩展资料:
一、相关性质
由于镁的密度小,它的合金也以质轻著称。例如,20℃时的弹性模量为45Gpa,比铝(70Gpa)和Ti(120Gpa)的低,但三者的比弹性模量相同(~26Gpa)。镁和镁合金质量小的特点,使其在交通运输、航空工业和航天工业上具有巨大的应用前景。
镁的熔点为 651℃,沸点为1107℃。镁的蒸气压很高,627℃时为215215。95Pa,727℃时为1037。1Pa,因此镁铍极易挥发。
镁原子最外层的两个电子很易失去,是很活泼的金属。常温下镁能与F、CL、BR、I等元素作用生成相应化合物。加热时镁能与硫、氮作用生成MgS和Mg3N2。
在空气中镁会慢慢氧化,失去银白光泽而变黑。若温度提高至400℃以上,镁的氧化速度增快,超过500℃以后氧化速度更快,会着火燃烧,此时会生成氧化镁和少量氮化镁。镁燃烧时会发出非常强烈的光亮。
镁的这一特点,颇受人们。早期就被利用于摄影照明,给人们留下美好的形象和记忆。战争时期,被用来制造照明弹,把战场和目标照明得如同白昼。又被用于制造燃烧弹,点燃战区的物资装备,杀伤对方有生力量。
人们还利用镁的这一特点,将镁粉、铝粉和其它原料制成烟花。每当节庆的夜晚,随着阵阵悦耳响声,人们可以看到”嫦娥奔月””天女散花”……各种形色的烟花在夜空飞舞,多彩多姿,给人们带来极大的欢乐。
由于化学活泼性高,金属镁是耐腐蚀性能最差的金属之一。在酸性、中性和弱碱性溶液中它都会受到腐蚀而变成Mg2+离子。各种类型大气均会对镁产生程度不同的腐蚀作用。
在干燥的空气中,它的表面上形成一层暗淡的的疏松多孔氧化膜,在潮湿大气中,生成的产物组成大致为Mgco3·3H2O+Mgso4·7H2o+Mg(OH)2。
大气湿度增加,工为地区和海洋环境的大气中所含的二氧化硫和氯化物等物质,能加重镁的腐蚀。镁中氯化物杂质及铁杂质也会加速镁的腐蚀。因此,工业生产的镁锭必须镀膜钝化,涂油及以蜡纸包覆。
二、定位
近十年来,中国镁的产量大幅度增长,据统计,2011年中国镁产量占全球总产量的80%以上,镁的生产工艺逐步成熟、完善,镁的应用开发也取得不小进展,在一些应用领域甚至还出现了与铝竞争的现象。
这种情况下,以镁替代铝的话题也不时浮出水面,有段时间甚至甚嚣尘上,一度引起社会的广泛关注。那么镁在未来能否替代铝,镁业分会会长徐晋湘在一次采访中纠正“替代”概念。
他表示,镁和铝不存在替代的问题,它俩各自的应用角色与其它材料一样,都是在历史发展过程中逐渐形成的,这些角色可能在某些领域的某段时间出现相互转换,但不是“代替”而是“接替”。
从理论上讲,任何材料都有其独有的、别的材料无法替代的性能,人类使用数千年的陶土和木材仍不能被别的材料所完全替代,更何况性能极其优越的铝及铝合金材料。
角色的定位应是在“正视现实”、着眼发展”的辩证基础上用“两点论”而不能用“一点论”来定义。
徐会长并谈到,从消费量来看,全球铝年产消费量超过5000万吨,在人类生活的各个领域都得到了广泛的应用,而全球镁的产量才有区区的80万吨。
因此用镁代替铝是不现实的,也不是镁业发展追求的方向,但从市场的角度,镁和铝在某些领域内即便出现一定竞争也是正常的,因镁及镁合金材料各自有其独特的性能优势。
参考资料:
百度百科-镁铝合金
B.金属镁是活泼金属不可能显负价,该合金中金属为单质,所以镁元素呈0价,铝元素呈0价,故B错误;
C.制备该合金如果在氮气保护下,Mg单质在一定温度下熔炼时,镁和氮气反应3Mg+N2+
| ||
D.该合金在一定条件下完全吸氢的化学方程式为:Mg17Al12+17H2=17MgH2+12Al,1molMg17Al12完全吸氢17mol,在盐酸中会全部释放出来,镁铝合金中的镁和铝都能与盐酸反应生成H2,生成氢气的物质的量分别为17mol、18mol,则生成氢气一共(17+17+12×
| 3 |
| 2 |
| n |
| v |
| 70mol |
| 14L |
故选D.
一、镁合金新材料特点
(一)镁合金是最轻的结构材料之一
镁合金有着其它金属不可比拟的优越性。镁及镁合金的特殊性能,重量轻、产品集成化高,其导热性能和强度尤为突出,在同样的强度零部件的情况下,镁合金的零部件能做得比塑料的而且轻等使其在移动通信、手提计算机等的壳体结构件上以及在汽车、电子、电器等领域都具有重要的应用价值和广阔的应用前景。镁合金相对比强度最高。镁合金冲击韧性好、抗弯强度大、机械性能的各向异性不明显、塑性好、容易变形加工、容易焊接成形、比热容量大、导热性低。事实上,轻量化的好处,并不仅仅是提升马力重量比这个与加速能力息息相关的参数,更对汽车的操控大有影响。实践证明,镁合金是实现汽车轻量化不仅是节油节能、提高效率、降低污染的有效途径,也对提高汽车安全性能、加强环境保护等有着重要的意义。
(二)镁是工程应用中最轻的金属结构材料
镁合金是活泼金属,所以制造设备和环境有更高的要求,导致制造成本高涨,所以镁合金的价格也会高于铝合金。同等体积的条件下镁合金比铝合金质量轻,这是镁合金的优势。其密度仅为1.8克/厘米 3,是钢的1/4,铝的2/3。在汽车结构材料应用中,有时比铝和塑料更有应用价值。镁合金板材及板坯具有密度小、比强度高、电磁屏蔽性好、易于加工、减震性能好的优点。镁合金具有较高的抗振能力和吸热性能,因而是制造飞机轮毂的理想材料。镁合金AZ31B在汽油、煤油和润滑油中很稳定,适于制造发动机齿轮机匣、油泵和油管。还具有良好的电磁屏蔽特性和阻尼减震能力、成 形性能优良及回用处理方便等一系列性能,符合对材料的轻量化和绿色化的要求。另外,镁合金在电子工业中具有十分广阔的应用前景。镁合金将能够满足汽车非结构件和结构件的性能和使用要求,具有耐高温、抗蠕变和抗腐蚀性能。
(三)镁合金相对比强度最高
随着能源、资源问题的日渐突出,以镁、钛金属及其合金为代表的轻合金材料应用越来越广泛,镁合金的强度高、机械性能好.是实用金属中的最轻的金属,高强度、高刚性。另外,还具有良好的吸震性及耐冲击性。镁合金产品吸震性及耐冲击性强,对外界的碰撞具有很好的防震作用,因而就能对内部机体有很好的保护作用。具有吸声性能,广播室和现代大建筑物目前多采用镁合金做室内天花板。铝在碰击情况下不产生火花,可应用于防止火花产生的场合。镁合金具有良好的散热性。镁合金的热传导性与热扩散性都比较好,而铝合金热传快但扩散慢,它不能有效及时地把热散掉。“十二五”期间,新型轻合金材料主要以大规格、轻质、高强、耐高温、耐腐蚀、耐疲劳为发展方向,大力发展高性能镁合金是必然趋势。
二、镁合金新材料加工工艺分析
(一)强烈塑性变形技术
镁合金在塑性变形时由于强烈的变形织构存在,变形后容易产生各向异性,影响进一步的加工。通过工艺控制与优化,调控材料的织构类型和数量,是提高或改善镁合金加工性能的重要途径,所以成为材料科学工作者不断探索与研究的领域之一。强烈塑性变形技术是制备超细晶金属材料的有效方法。一系列通过强烈塑性变形来制备超细晶材料的工艺技术被提出,包括等通道角挤压、累积轧合法、高压扭转法、震波冲击法、反复折皱-压直法、扭转挤压法、大挤压比挤压法、多向锻造法等等。由于镁合金是六方结构,塑性变形能力较差,传统的单一的塑性变形方法难以进一步提高其力学性能。针对这一难点,采用大塑性变形技术,发挥其强烈的晶粒细化效果,可以直接将材料的内部组织细化到亚微米乃至纳米级。大塑性变形技术包括等通道转角挤压、累积叠轧等。采用大塑性变形制备的 Mg-Y-Zn 合金在 250℃时获得抗拉强度为400 MPa,屈服强度为340 MPa,伸长率达20% 的综合力学性能。
(二)铸造技术
一般来讲,镁合金锻件的性能岁碧昂型程度的增大而提高而随着变形温度的升高,其力学性能逐渐降低。近年来变形镁合金得到了广泛的研究和应用,连续铸造技术为新型变形镁合金提供合格的铸坯。压铸是镁合金最主要、应用最广泛的成形工艺。因镁合金热流动性好,很适合于薄壁件的压铸生产。 镁合金锻件替代铝合金作为汽车轮毂是镁合金的另一重要应用,但这对其安全性及性能提出了很高的要求。从镁合金的性能上来看,完全可以满足方向盘的性能要求,而且采用一片式的压铸成型 工艺,为安全气囊,多功能开关在方向盘上实现提供了可靠保证。
(三)锻造技术
锻造技术是汽车工业的重要支撑工业之一,一直以来与汽车业的发展密切相关。近年来汽车业的迅猛发展带动了锻造市场的扩大。锻造工艺按方式可分为自由锻造和模锻,按锻造温度可分为热锻,温锻和冷锻,由于镁合金冷加工性能差,所以一般采用热锻。由此可见,锻造是高性能镁合金产品成形的有效方法之一。采用铸造技术生产出的铸件尺寸精度、表面质量比其他镁合金铸造方法要高,复杂、耐高温、不易加工的铸件均可用熔模精密铸造。
结语
我国镁的蕴藏也十分丰富,菱镁矿资源占全球总量的22.15%,原镁产量已占全球产量的64%,是名副其实的镁金属生产大国。随着对镁合金需求的不断增加,市场认可度逐渐增强。因此,镁合金材料加工需从技术、人员、管理等方面进行全面的整合,才能不断扩大镁合金市场规模,实现镁合金加工工艺技术的不断提高。