發(fā)表時間 : 2011-04-01/13:59:44 來源:中國有色網(wǎng)
“十一五“期間,尤其是金融危機(jī)后,世界科技進(jìn)步和產(chǎn)業(yè)升級步伐加快,發(fā)達(dá)國家以綠色、低碳技術(shù)及其產(chǎn)業(yè)化為突破口,著力塑造新的競爭優(yōu)勢,搶戰(zhàn)產(chǎn)業(yè)制高點,已對中國出口產(chǎn)業(yè)的升級形成競爭之勢。一些發(fā)展中國家也利用其更加廉價的勞動力優(yōu)勢,加緊與中國在傳統(tǒng)國際市場展開競爭。中國目前正處在消費(fèi)結(jié)構(gòu)快速變動和升級的時期,也是工業(yè)化、城鎮(zhèn)化快速發(fā)展的階段。當(dāng)前國家強(qiáng)調(diào)加快發(fā)展新興產(chǎn)業(yè)、大力發(fā)展高速列車、城軌交通建設(shè)等等。這些將會帶來巨大投資和消費(fèi)需求,將為中國經(jīng)濟(jì)的持續(xù)發(fā)展提供強(qiáng)大而持久的動力,是最大的內(nèi)需潛力所在。金屬鎂的特性及其豐富的資源優(yōu)勢,可以為中國的工業(yè)化、城鎮(zhèn)化、新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展、高速列車、城軌的輕量化做出新貢獻(xiàn)。因此,中國鎂的應(yīng)用是具有巨大的潛在市場,國內(nèi)外市場的需求,正是推動中國鎂工業(yè)持續(xù)發(fā)展的長期動力,把中國鎂工業(yè)的經(jīng)濟(jì)增長建立在穩(wěn)固的內(nèi)需基礎(chǔ)上,既是促進(jìn)中國鎂工業(yè)持續(xù)發(fā)展的需要,也是掌握發(fā)展主動權(quán)。因此,要通過鎂產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)優(yōu)化升級來適應(yīng)需求結(jié)構(gòu)的變化趨勢,不但是鎂企業(yè)競爭所必需,也是鎂產(chǎn)業(yè)發(fā)展的新機(jī)遇,是中國鎂工業(yè)持續(xù)發(fā)展的新動力。在這種新的形勢下,只有通過增強(qiáng)自主創(chuàng)新能力,實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)優(yōu)化升級,擴(kuò)大內(nèi)需,首先在應(yīng)用的產(chǎn)品質(zhì)量、品種求得進(jìn)步,才能在應(yīng)用的數(shù)量上有突破,才能爭取主動,才會有競爭力。
2010年,全國鎂冶煉、加工企業(yè)以及院所大學(xué)在鎂合金新產(chǎn)品市場開發(fā)方面做出了大量有成效的應(yīng)用成果。如:山西銀光華盛鎂業(yè)股份有限公司,先后為西安、吉林××所、××廠提供了包括四艙、二艙、承力筒、彈翼、后蓋等軍工產(chǎn)品250套;為××軍工廠研發(fā)了6款新產(chǎn)品,得到軍方認(rèn)可;給××兵器廠研發(fā)火箭彈殼體,已驗收合格;為紡織機(jī)用戶提供了30噸紡織機(jī)用型材,是2009年銷量的7.5倍;與重慶大學(xué)合作開發(fā)的交通輕軌用鎂合金扶手、通風(fēng)口、防護(hù)窗欄等型材,已在重慶裝車待驗;給江蘇豐順提供了客車用鎂合金板材;給唐山客車廠開發(fā)了5款磁懸浮列車配套產(chǎn)品,其中,骨架橫梁、縱梁等2種樣品已發(fā)給客戶;給比亞迪汽車公司制作了鎂合金擠壓方管支架;給張家港吉順開發(fā)了一款奧迪汽車窗簾用鎂合金型材,得到客戶認(rèn)可;給常州今創(chuàng)公司開發(fā)了6款不同用途的客車扶手。以及開發(fā)的13×8、13×10鎂合金賽車輪轂,在國內(nèi)首次批量應(yīng)用;開發(fā)的14×6、17×7、18×8.5鎂合金轎車輪轂,已通過臺架考核等等。又如,山東銀光化工集團(tuán)有限公司成功開發(fā)了10KW、120KW等直流永磁電機(jī)用系列鎂合金電機(jī)殼體,已通過檢測并在山東沂星電動汽車上裝車應(yīng)用,得到專家肯定。
山西銀光華盛股份公司完成鎂產(chǎn)品開發(fā)與應(yīng)用市場的進(jìn)展分析,確立企業(yè)抓轉(zhuǎn)型,調(diào)結(jié)構(gòu),強(qiáng)管理,降能耗,從原鎂工藝提升和深加工產(chǎn)品開發(fā)兩方面全力驅(qū)動的目標(biāo)。是中國鎂企業(yè)良好發(fā)展的典型,代表著中國鎂企業(yè)的力量所在、希望所在。
鎂合金作為功能材料開發(fā)與應(yīng)用,前景廣闊
鎂合金具有突出的功能特性,其典型的功能包括鎂儲氫材料、鎂醫(yī)用材料、鎂阻尼材料、鎂電池材料、鎂陽極材料等,功能鎂合金屬于高技術(shù)新材料,是鎂產(chǎn)業(yè)的一個新領(lǐng)域。因此,目前國內(nèi)有些研究院所、大學(xué)、企業(yè)把金屬鎂作為功能材料進(jìn)行研發(fā)。
鎂合金被稱為下一代生物醫(yī)用金屬材料
據(jù)報導(dǎo),金屬鎂作為醫(yī)用植入材料,與現(xiàn)在已投入臨床使用的各種金屬植入材料相比,具有良好的生物相容性和生物可降解性優(yōu)點。其用途:是人體內(nèi)僅次于鉀、鈉、鈣的細(xì)胞內(nèi)正離子,參與蛋白質(zhì)合成,能激活體內(nèi)多種酶,調(diào)節(jié)神經(jīng)肌肉和中樞神經(jīng)系統(tǒng)的活動;用于可降解心血管支架及周邊支架、保障心肌正常收縮;還可用于內(nèi)固定用接骨板和骨釘,促進(jìn)骨細(xì)胞的形成,加速骨的愈合等。
上海交通大學(xué)目前已經(jīng)開發(fā)出一種高耐蝕同時具有良好力學(xué)性能的醫(yī)用鎂合金材料JDBM。該合金力學(xué)性能指標(biāo),δ=20~35%(取決于變形工藝),耐腐蝕性能指標(biāo),標(biāo)準(zhǔn)鹽霧實驗腐蝕速率為0.25mm/年,明顯優(yōu)于商用鎂合金AZ91D的1mm/年。由于該合金具有很好的塑性成型性能,又不含有毒元素,可以制備各種形狀的植入體。采用該合金加工的心血管支架,測試表明,JDBM鎂合金支架徑向支撐力超過血管最大收縮壓的4倍,滿足臨床要求。而且,JDBM支架比目前歐洲臨床試驗的WE43支架具有更好的強(qiáng)度、塑性和更低的降解速度。同鈦合金、不銹鋼傳統(tǒng)生物醫(yī)用金屬材料相比,在生物力學(xué)相容性、可降解性和成本方面擁有巨大優(yōu)勢。
鎂二次電池開發(fā)
由于鎂的電極電位低,具有非常優(yōu)秀的電化學(xué)性能,可以用于制作各種高容量電池。鎂還具有同Li相似的物理化學(xué)性質(zhì),且鎂電池?zé)o毒,對環(huán)境無污染,安全性高,容易操作,更為重要的是,鎂的資源儲量非常豐富,價格也便宜,作為電池材料具有極大的優(yōu)勢。目前,已經(jīng)成世界關(guān)注的焦點,研究與開發(fā)應(yīng)用的鎂電池有:鎂干電池、鎂可充電電池、鎂海水激活電池、鎂溶解氧電池、鎂空氣電池、鎂燃料電池、鎂水電池等,鎂電池已經(jīng)在軍事上得到了應(yīng)用。上海交通大學(xué)開展了鎂電池的研究,采用AZ31鎂合金材料作為負(fù)極,有機(jī)溶劑作為電解質(zhì),含鎂的氧化物作為正極材料,開發(fā)了具有優(yōu)秀充放電性能的鎂二次電池體系,充放電次數(shù)達(dá)到200次以上。山西銀光華盛鎂業(yè)股份公司對多種類型的鎂電池開展了研究,取得進(jìn)展,擁有一批專利和生產(chǎn)技術(shù),有的產(chǎn)品已經(jīng)實現(xiàn)了商品化生產(chǎn)。
鎂合金儲氫未來可成為汽車新動力
專家認(rèn)為,鎂是具有發(fā)展?jié)摿Φ妮p量化綠色結(jié)構(gòu)材料和功能材料,也是儲氫的有效材料,而且鎂是非常優(yōu)秀的金屬儲氫材料,純鎂的質(zhì)量儲氫量高達(dá)7.6%,即10公斤鎂中可以儲存0.67公斤的氫。是所有可利用的金屬儲氫材料中儲氫量最高的金屬。把氫儲存在鎂合金中,可以控制釋放的速度,保證利用的安全性。釋放需要加熱。目前研究人員已經(jīng)把加熱溫度從300℃降到了150℃,但溫度仍然較高,還需要繼續(xù)研究鎂的合金化和納米化,爭取降到100℃以下,即不高于燃料電池工作的溫度。專家認(rèn)為,用鎂合金來儲存氫的技術(shù),未來可以推廣到汽車領(lǐng)域,成為汽車新動力。上海交通大學(xué)采用等離子電弧法和高能球磨法開發(fā)了納米鎂粉及鎂合金,鎂粉的粒度在幾十納米至幾百納米之間,具有非常高的表面活性,在PCT充放氫測試中儲氫容量達(dá)到6.2%以上,接近理論儲氫容量。
鎂工業(yè)發(fā)展中存在的主要問題
當(dāng)前,世界經(jīng)濟(jì)進(jìn)入大調(diào)整大變革時期,國際間競爭加劇,中國鎂工業(yè)發(fā)展面臨的外部環(huán)境更加復(fù)雜,挑戰(zhàn)更多。與此同時,中國鎂行業(yè)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行中長期積累的諸多深層次的結(jié)構(gòu)性、體制性矛盾亟待解決,可持續(xù)發(fā)展問題更加突出。產(chǎn)業(yè)發(fā)展與資源、能源和生態(tài)環(huán)境約束性矛盾日益凸顯,2010年8月以后,各地為完成節(jié)能減排目標(biāo),實行拉閘限電等行政手段,使硅鐵一度漲價至9000元/噸,造成企業(yè)成本劇增,面臨生產(chǎn)經(jīng)營困難,甚至停產(chǎn)關(guān)閉;勞動力等生產(chǎn)要素綜合成本不斷加大,人民幣升值壓力增大,原料及產(chǎn)品價格不穩(wěn)定;冶煉產(chǎn)能過剩、加工產(chǎn)品少,出口產(chǎn)品結(jié)構(gòu)不合理,過度依賴投資和出口;企業(yè)創(chuàng)新能力和國際競爭能力不足,仍處于產(chǎn)業(yè)鏈低端;中國原鎂雖然在世界上產(chǎn)量很大,但在技術(shù)和價格等方面缺乏話語權(quán);國內(nèi)投資熱情依然很高,而投資效率又呈遞減趨勢,投資與消費(fèi)失調(diào)、內(nèi)需與外需不合理;生產(chǎn)要素、低成本等優(yōu)勢終將過去,粗放式發(fā)展模式已越來越難以為繼等等,這些主要問題都是中國鎂經(jīng)濟(jì)增長質(zhì)量和效益不高的主要原因。我們從“十五”到“十一五”,重點抓“鎂冶煉水平的提升和鎂合金的推廣應(yīng)用”,深感到鎂的推廣應(yīng)用很難。舉一例:鎂合金輪轂應(yīng)用很難。據(jù)了解,目前全國已有10多家企業(yè)院所大學(xué)合作,采用不同工藝已經(jīng)制造出多種鎂合金輪轂,取得了發(fā)明專利多項,也通過了專家鑒定,有的通過國家機(jī)動車質(zhì)量監(jiān)督檢驗中心(重慶)部件檢驗室檢驗,符合國內(nèi)外標(biāo)準(zhǔn),如寧波江北德鑫金屬制品有限公司的仿寶馬的J8X*17鎂合金輪轂,檢驗結(jié)果:動態(tài)彎曲疲勞:10萬次以上受載荷正常、無可見裂紋,動態(tài)徑向疲勞:50萬次以上承載正常、無可見裂紋,沖擊性能:輪輻輪輞無裂紋,輪胎未漏氣。某高校研制的鎂合金輪轂,裝在高檔轎車上,在日本的高速路上跑節(jié)能23.6%;在城市內(nèi)跑節(jié)能16%;堵車時行駛節(jié)能3%。盡管如此,到現(xiàn)在也沒有一家的輪轂應(yīng)用到轎車上,國產(chǎn)品牌車也沒有用。鎂合金輪轂應(yīng)用到轎車上,確實很難,原因多方面,但我們強(qiáng)調(diào)“用”,而“用”才是技術(shù)創(chuàng)新的出發(fā)點和落腳點,實踐證明,任何一項新的技術(shù),只有通過應(yīng)用才能逐漸成熟和完善;任何一項科技成果,也只有通過應(yīng)用才能轉(zhuǎn)化為現(xiàn)實生產(chǎn)力,為人民帶來福祉。
金屬鎂未來發(fā)展充滿機(jī)遇
2011年是我國實施“十二五”規(guī)劃的開局之年。展望未來,挑戰(zhàn)與機(jī)遇并存,困難與希望同在。鎂行業(yè)要落實如下方面的措施:
繼續(xù)抓節(jié)能減排,實現(xiàn)鎂冶煉行業(yè)綠色、低碳、清潔發(fā)展,大力推廣應(yīng)用節(jié)能豎罐蓄熱式還原爐清潔生產(chǎn)系統(tǒng),尋求高效節(jié)能環(huán)保環(huán)形套筒窯的開發(fā)與應(yīng)用,探討CO2回收與利用和以碳作為新的還原劑進(jìn)行還原的開發(fā)與應(yīng)用。
積極協(xié)助國家工信部有關(guān)部門做好《鎂行業(yè)準(zhǔn)入條件》的監(jiān)督和管理工作借助《鎂行業(yè)準(zhǔn)入條件》的實施,通過市場機(jī)制淘汰那些確實落后、沒有競爭力的產(chǎn)能。
調(diào)結(jié)構(gòu),轉(zhuǎn)方式,走資源、能源節(jié)約型、環(huán)境友好型的科學(xué)發(fā)展之路,加快推動金屬鎂產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級,加快鎂業(yè)發(fā)展方式轉(zhuǎn)變。
積極落實鎂行業(yè)“十二五”發(fā)展規(guī)劃的任務(wù),努力爭取完成“十二五”各項目標(biāo)。
積極開發(fā)新型鎂合金及其功能材料,研究成果向高品質(zhì)、高附加值、高科技含量、高市場競爭力轉(zhuǎn)變,產(chǎn)業(yè)化向符合低碳經(jīng)濟(jì)要求的節(jié)能、低排放、清潔、安全、循環(huán)利用轉(zhuǎn)變。應(yīng)用向國內(nèi)需求為主轉(zhuǎn)變。
