镁蛋壳的耐磨耐腐蚀材料，有前景么？

　　为了进一步节能减排，近年来，具有高强度和低密度的材料在工业上的需求日益突出。为此研究人员开发了各种先进材料，其中镁/蛋壳复合材料尤其具有吸引力，目前已有科学家在《材料化学与物理》杂志上发表了关于鸡蛋壳对低密度复合镁材料的影响的研究结果。
　　蛋壳（图片来源: Ausra Barysiene）
　　为什么要对镁相关材料进行复合？
　　由于镁合金具有高比强度和优越的阻尼能力，目前汽车和航空航天工业对镁合金有着大量需求。不过它们在应用上也有受到一定的限制，如低耐磨性和机械强度。为此，镁合金常用SiC、TiC 和Al2O3等元素进行增强。
　　尽管这些增强元素提高了复合镁合金的耐磨性和力学性能，但同时也显著增加了这些复合合金的产品成本。因此，人们开始将注意力转向更低成本、更可持续的废弃材料替代品上。
　　蛋壳对镁复合材料的增强
　　可供选择的废弃物替代品有很多，包括粉煤灰、 CRT 玻璃、粉煤灰空心微珠、赤泥和蛋壳。
　　其中，蛋壳是最具吸引力的废料之一，不仅密度低，含有高浓度的 Ca2O3，而且容易获取、可持续、价格低廉。
　　在此之前已有文献报道蛋壳添加剂能提高镁合金的力学性能、阻尼性能、热稳定性和显微硬度，研究还表明蛋壳复合材料对镁锌复合材料的腐蚀性能有所提高。至于蛋壳对纯镁的影响，在上文提到的材料化学与物理研究论文也进行了研究。
　　研究中，科学家使用粉末冶金技术来制备这种复合材料，并且对复合材料的电化学腐蚀行为、密度、微观结构、磨损和硬度进行了彻底的调查，还使用扫描电子显微镜观察了材料的表面。
　　研究结果表明，蛋壳复合材料显著提高了纯镁合金的力学性能。纯镁的磨损速率从0.034 mm3/m 降低到0.014 mm3/m。此外，在高负荷状态下其磨损机制为分层磨损，低负荷时磨损机制为磨粒磨损。
　　然而，由于微电偶腐蚀，加入蛋壳颗粒对纯镁的腐蚀性能有负面影响，其主要原因是腐蚀层裂纹中渗入的氯离子加速了腐蚀过程。
　　镁/蛋壳复合材料的未来
　　蛋壳废料作为一种低成本的、可持续发展的材料，能够赋予镁合金诸如增强耐磨性等优异性能。不过显然，要让这种复合材料得到应用，需要做的工作还有很多，这项研究结果为进一步了解低成本镁/蛋壳复合材料的可制造性提供了依据。但不可否认的是，这种材料确实存在足够吸引人的潜力，因此可以期待更多关于其性能改进及潜在用途的研究结果出现。
　　粉体圈Coco编译
　　来源：azom
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