看過(guò)日經(jīng)技術(shù)在線的一篇文章《最后的輕金屬鎂》，自覺(jué)想不出比這個(gè)更貼切的詞兒來(lái)描述我最熟悉的鎂。
更高強(qiáng)度的鋼、鋁乃至碳纖維都是現(xiàn)在人們耳熟能詳?shù)妮p量化材料了。應(yīng)該還有人記得初中時(shí)背過(guò)的元素周期表，在自然界中，鎂的質(zhì)量比鋁更輕，而在它之前的三種金屬元素鋰、鈹和鈉，則因?yàn)閺?qiáng)度、化學(xué)活性等原因在其他領(lǐng)域發(fā)揮著光和熱，也會(huì)作為鎂、鋁合金的一種組成成分，但一直也不是主要成分，因此用“最后的輕金屬”來(lái)形容鎂是再合適不過(guò)了。
在重量上，鎂只有鋼的四分之一、鋁的三分之二。相反的，在成本上，鎂比鋼要多出四分之三，比鋁也要多出三分之一。而且，鎂具有易燃性，其制造過(guò)程并不太環(huán)保，在加工成型上也非常艱難。
所以鎂不僅占據(jù)著天然優(yōu)勢(shì)，也有著天然的劣勢(shì)。這些劣勢(shì)讓它離著“以可承受的成本進(jìn)行大規(guī)模量產(chǎn)”這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)十分遙遠(yuǎn)，因此在普及程度上非常有限。
但，需求決定一切，在看到輕量化在節(jié)能減排上的巨大潛力，而鋁合金已經(jīng)不能滿足日益變態(tài)的法規(guī)規(guī)定了，汽車制造商們都不約而同地把目光轉(zhuǎn)向了鎂，并且得到了政府的大力支持。
據(jù)Ward Auto報(bào)道，美國(guó)能源部先進(jìn)研究計(jì)劃署給汽車輕量化技術(shù)資助了3200萬(wàn)美金，其中主要的研發(fā)方向就是鎂的使用。
目前，世界范圍內(nèi)使用的大部分的鎂都是從國(guó)內(nèi)出口的。對(duì)于美國(guó)、德國(guó)、日本這樣的汽車工業(yè)大頭來(lái)說(shuō)，由于進(jìn)口稅的存在，讓鎂的價(jià)格進(jìn)一步增加。國(guó)內(nèi)都是通過(guò)燒煤來(lái)提取鎂，對(duì)環(huán)境的污染十分嚴(yán)重;美國(guó)產(chǎn)鎂量最大的猶他州，是通過(guò)電解大鹽湖中的熔融鹽來(lái)提取鎂，制造過(guò)程中的能耗非常大。
于是，如何讓鎂的提取過(guò)程不再對(duì)環(huán)境和能源造成負(fù)擔(dān)是擺在汽車制造商們眼前的關(guān)鍵問(wèn)題。美國(guó)能源部給出的3200萬(wàn)美金中，就有一筆專門的資金是給太平洋國(guó)家實(shí)驗(yàn)室(PNNL)用于研究能否從海水中提取鎂元素的。據(jù)PNNL估計(jì)，從海水中提取鎂所需要的能量遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于電解熔融鹽的能耗，如果研究能夠成功，將把生產(chǎn)效率提高50%。
美國(guó)的科羅拉多大學(xué)還設(shè)計(jì)了一種新的提取方法，用太陽(yáng)能來(lái)取代一部分的能量供給。
日本和韓國(guó)在鎂的研發(fā)上也取得了革命性的進(jìn)展。據(jù)日經(jīng)技術(shù)在線報(bào)道，日本已經(jīng)研制出KUMADAI不燃鎂合金，不僅解決了鎂的易燃性問(wèn)題，在加工方法上也有了進(jìn)步。韓國(guó)政府打算在8年內(nèi)投資約14億元人民幣進(jìn)行相關(guān)研究，并也建立了鎂板材的量產(chǎn)體系。
技術(shù)上動(dòng)向表明鎂離低成本量產(chǎn)的距離越來(lái)越小了，那么，當(dāng)鎂合金成功被低成本量產(chǎn)時(shí)，能有哪些應(yīng)用呢?
其實(shí)非常廣泛。實(shí)際上，在汽車制造商的計(jì)劃里，到2020年，在車身結(jié)構(gòu)上會(huì)使用平均160公斤的鎂合金，大概占據(jù)了車身總重的十分之一，主要會(huì)應(yīng)用在后備箱的面板或者座椅框架等部位。現(xiàn)在也有部分車型開始使用鎂合金，大眾的XL1，在加強(qiáng)梁和碰撞能量吸收結(jié)構(gòu)，寶馬也在旗下的部分發(fā)動(dòng)機(jī)型號(hào)上使用了鎂合金。特別的，在燃料電池方面，鎂還能作為儲(chǔ)存和運(yùn)輸氫氣的材料得到運(yùn)用。
除了成本和加工問(wèn)題之外，鎂要想廣泛使用在汽車的結(jié)構(gòu)件上，還需要解決其韌性較低、容易斷裂的問(wèn)題。福特等汽車廠商已經(jīng)開始了這方面的研究。福特認(rèn)為，如果鎂能夠在車身結(jié)構(gòu)上大面積地使用，至少能夠讓車輛的重量降低20%。
在可預(yù)見(jiàn)的未來(lái)里，鎂在成本上的競(jìng)爭(zhēng)力可能永遠(yuǎn)也比不過(guò)鋼。這也就意味著以后最有可能看到鎂的應(yīng)用的車型應(yīng)該會(huì)是豪華車、跑車和高端的SUV了，對(duì)于這些車型來(lái)說(shuō)，價(jià)格從來(lái)就不是問(wèn)題。而且，它們還將因輕量化而在操控性、舒適性、動(dòng)力性能以及燃油效率這些方面等到提升，更好地成就其名。