Χαρακτηριστικά, ιδιότητες και εφαρμογές μαγνησίου

Το μαγνήσιο είναι το ελαφρύτερο από όλα τα μεταλλικά στοιχεία και χρησιμοποιείται κυρίως στα δομικά κράματα λόγω του ελαφρού βάρους, της αντοχής και της αντοχής του διάβρωση.

Υπάρχουν πάνω από 60 διαφορετικά ορυκτά που είναι γνωστό ότι έχουν περιεκτικότητα σε μαγνήσιο 20% ή μεγαλύτερη, καθιστώντας το όγδοο πιο άφθονο στοιχείο στο φλοιό της γης. Αλλά όταν υπολογίζονται τα υδάτινα σώματα, το μαγνήσιο γίνεται το πιο άφθονο στοιχείο στην επιφάνεια της γης. Αυτό συμβαίνει λόγω της σημαντικής περιεκτικότητας σε μαγνήσιο στο αλμυρό νερό, η οποία είναι κατά μέσο όρο περίπου 1290 μέρη ανά εκατομμύριο (ppm). Ωστόσο, παρά την αφθονία της, η παγκόσμια παραγωγή μαγνησίου είναι μόνο περίπου 757.000 τόνοι ετησίως.

• Ατομικό σύμβολο: Mg
• Ατομικός αριθμός: 12
• Στοιχείο Κατηγορία: Αλκαλικό μέταλλο
• Πυκνότητα: 1.738 g / cm³ (20 ° C)
• Σημείο τήξης: 1202 ° F (650 ° C)
• Σημείο ζέσεως: 1994 ° F (1090 ° C)
• Η σκληρότητα του Moh: 2.5

Τα χαρακτηριστικά του μαγνησίου είναι παρόμοια με το αδελφό μέταλλο

Το μαγνήσιο ανακαλύφθηκε ως ένα μοναδικό στοιχείο το 1808 από τον Sir Humphrey Davy αλλά δεν παράγεται σε μεταλλικό μέχρι το 1831 όταν ο Antoine Bussy έκανε μαγνήσιο κατά τη διάρκεια ενός πειράματος με αφυδατωμένο μαγνήσιο χλωριούχο.

Η εμπορική παραγωγή ηλεκτρολυτικού μαγνησίου ξεκίνησε στη Γερμανία το 1886. Η χώρα παρέμεινε ο μοναδικός παραγωγός μέχρι το 1916, όταν η στρατιωτική ζήτηση μαγνησίου (για πυρκαγιές και σφαίρες ανίχνευσης) οδήγησε στην παραγωγή στις ΗΠΑ, τη Μεγάλη Βρετανία, τη Γαλλία, τον Καναδά και τη Ρωσία.

Η παγκόσμια παραγωγή μαγνησίου υποχώρησε μεταξύ των πολέμων, αν και η γερμανική παραγωγή συνέχισε να στηρίζει τη ναζιστική στρατιωτική επέκταση. Η παραγωγή της Γερμανίας αυξήθηκε σε 20.000 τόνους μέχρι το 1938, αντιπροσωπεύοντας το 60% της παγκόσμιας παραγωγής.

Για να καλύψουν τη διαφορά, οι ΗΠΑ υποστήριξαν 15 νέες εγκαταστάσεις παραγωγής μαγνησίου, και μέχρι το 1943, κατείχε παραγωγική ικανότητα άνω των 265.000 τόνων μαγνησίου.

Μετά τον Β 'Παγκόσμιο Πόλεμο, η παραγωγή μαγνησίου υποχώρησε και πάλι, καθώς οι παραγωγοί αγωνίστηκαν να βρουν οικονομικές μεθόδους για να εξάγουν το μέταλλο προκειμένου να καταστήσουν την τιμή ανταγωνιστική του με το κόστος του αλουμινίου.

Ανάλογα με τη θέση και τον τύπο του πόρου που χρησιμοποιείται, μπορεί να χρησιμοποιηθεί μια μεγάλη ποικιλία μεθόδων παραγωγής για τη βελτίωση του μεταλλικού μαγνησίου. Αυτό οφείλεται τόσο στο γεγονός ότι το μαγνήσιο είναι τόσο άφθονο, καθιστώντας δυνατή την παραγωγή σε πολλές τοποθεσίες και στο μικρότερο οι εφαρμογές τελικής χρήσης του μετάλλου είναι τόσο ευαίσθητες στις τιμές ώστε να ενθαρρύνουν τους αγοραστές να αναζητούν συνεχώς το χαμηλότερο δυνατό κόστος πηγή.

Παραδοσιακά, το μαγνήσιο παράγεται από δολομίτη και μαγνησίτη, καθώς και από χλωριούχο μαγνήσιο που περιέχει αλατούχα αλάτια (φυσικές εναποθέσεις άλατος).

Λόγω των ομοιόμορφών του με το αλουμίνιο, το μαγνήσιο μπορεί να χρησιμοποιηθεί ως υποκατάστατο για πολλές, αν όχι για τις περισσότερες, εφαρμογές αλουμινίου. Το μαγνήσιο εξακολουθεί, ωστόσο, να περιορίζεται από το κόστος εξαγωγής του, το οποίο καθιστά το μέταλλο περίπου 20% ακριβότερο από το αλουμίνιο. Λόγω των τιμολογίων εισαγωγής μαγνησίου που παράγεται από την Κίνα, οι τιμές μαγνησίου των ΗΠΑ μπορεί να είναι σχεδόν διπλάσιες από τις τιμές αλουμινίου.

Πάνω από το ήμισυ του συνόλου του μαγνησίου χρησιμοποιείται σε κράματα με αλουμίνιο, τα οποία αποτιμώνται για τη δύναμή τους, την ελαφρότητα και την αντοχή τους σε σπινθήρες και χρησιμοποιούνται ευρέως στα εξαρτήματα αυτοκινήτων. Στην πραγματικότητα, διάφοροι κατασκευαστές αυτοκινήτων χρησιμοποιούν χυτά κράματα μαγνησίου-αλουμινίου (Mg-Al) για να παράγουν τιμόνια, κίονες τιμονιού, στηρίγματα στήριξης, πίνακες οργάνων, πεντάλ και περιβλήματα πολλαπλών εισόδων, μεταξύ πολλών άλλων εξαρτήματα. Τα χυτά από χυτοσίδηρο Mg-Al χρησιμοποιούνται περαιτέρω για την κατασκευή περιβλήματος κιβωτίου ταχυτήτων και συμπλέκτη.

Η υψηλή αντοχή και η αντοχή στη διάβρωση είναι κρίσιμες για τα κράματα αεροναυπηγικής, καθώς και για τα κιβώτια του ελικοπτέρου και του αγωνιστικού αυτοκινήτου, πολλά από τα οποία βασίζονται σε κράματα μαγνησίου.

Τα κουτιά μπύρας και σόδας δεν έχουν τις ίδιες απαιτήσεις με τα κράματα αεροδιαστημικής, αλλά μια μικρή ποσότητα μαγνησίου χρησιμοποιείται στο κράμα αλουμινίου που σχηματίζει αυτά τα δοχεία. Παρά τη χρήση μόνο μιας μικρής ποσότητας μαγνησίου ανά κουτί, αυτή η βιομηχανία εξακολουθεί να είναι ο μεγαλύτερος καταναλωτής του μετάλλου.

Τα κράματα μαγνησίου χρησιμοποιούνται επίσης σε άλλες βιομηχανίες στις οποίες χρησιμοποιούνται ελαφρές, ανθεκτικές εφαρμογές κράματος όπως τα αλυσοπρίονα και τα μέρη μηχανημάτων, καθώς και τα αθλητικά είδη όπως οι ρόπαλα του μπέιζμπολ και η αλιεία τροχούς.

Μόνο, το μέταλλο μαγνησίου μπορεί να χρησιμοποιηθεί ως αποστραγγιστήρας στο σίδερο και παραγωγή χάλυβα, ως αποξειδωτικό στην θερμική μείωση της τιτάνιο, ζιρκόνιο και άφνιο και ως παράγοντα σχηματισμού νουκλεοτιδίων στην παραγωγή οζώδους χυτοσίδηρου.

Άλλες χρήσεις για το μαγνήσιο είναι ως άνοδος για την καθοδική προστασία σε χημικές δεξαμενές αποθήκευσης, αγωγούς και πλοία, καθώς και στην παραγωγή βόμβας, εμπρηστικές βόμβες και πυροτεχνήματα.

_Πηγές:

_{Για μια λεπτομερή ιστορία μαγνησίου, ανατρέξτε στο Ιστορικό του μαγνησίου του Bob Brown, που είναι διαθέσιμο στο Magnesium.com. http://www.magnesium.com}

_{USGS. Περιλήψεις ορυκτών εμπορευμάτων: Μαγνήσιο (2011).}

_{Πηγή: http://minerals.usgs.gov/minerals/pubs/commodity/magnesium/}

_{Η Διεθνής Ένωση Μαγνησίου. www.intlmag.org}