예) 주요 마그네슘 합금의 구성 성분

AZ91

Mg + 9%Al + 1%Zn

AM50

Mg + 5%Al + 0.2%Mn

AM60

6%Al + 0.2%Mn

AZ63

Mg + 6%Al + 3%Zn

AS41

Mg + 4%Al + 1%Si

LA141

Mg + 14%Li + 1%Al

 

구분

조성

밀도
(g/㎠)

융점
(℃)

최대인장강도
(Mpa)

항복강도
(Mpa)

연산율
(%)

비강도

Az91D Mg alloy

Mg-9AI-1Zn

1.8

595

390

160

3

127.8

A380 Al alloy

AI-8Si-3.5Ou

2.74

595

320

160

3.5

116.8

ZAMZK3 Zn alloy

Zn-4AI

6.6

387

283

221

10

42.9

LEXAN121 Plastic

-

1.18

267

60

160

7

57.6

 

구분

마그네슘합금부품 성형방법

용해.주조

- 사형.금형 주조법
- 정밀 주조법
- 다이캐스팅법

반용융/반응고 성형

- Thixomolding법

고상 성형

- 압출
- 열간단조 및 열간 press forging
- 열간 압연

 

- 주기율표 제2족에 속하는 알칼리토(土)금속. 1808년 영국의 화학자 H.데이비가 발견하였는데, 마그네시아알바를
   금속칼륨으로 환원시켜 소량의 금속을 얻은 데서 마그네시아의 이름을 따서 명명되었다. 마그네시아라는 이름은
   고대 소아시아의 왕국인 리디아의 도읍 마그네시아에서 유래.

 

- 자연계에 유리(遊離)상태로는 산출되지 않지만, 탄산염, 황산염, 규산염 등으로 지구상에 널리 그리고  다량으로
   존재하며, 지각(地殼) 내의 존재량은 나트륨, 칼륨에 이어 클라크수 1.93로 제8위이다.
- 주요 광석은 마그네사이트, 카널라이트, 돌로마이트, 활석, 사문석, 석면 등이며, 이 밖에 휘석, 각섬석 등에도
   함유되어 있다.
- 가용성 염류(可溶性鹽類)로서 바닷물, 광천(鑛泉) 등에도 함유되어 있으며, 식물의 엽록소 속에는 클로로필
  (마그네슘의 킬레이트화합물)로서 함유되어 있다.
- 동물의 생리에서도 중요한 역할을 한다.

 

- 은백색의 가벼운 금속으로 연성(延性)이 있어, 얇은 박(箔)이나 가는 철사로 만들 수 있다.
- 녹는점=650℃, 끓는점=1,100℃, 밀도(비중)=1.741 g/㎤, 굳기 2.6이다.
- 가공 및 융해는 융제(融劑)로 표면을 덮어 산화를 방지한 다음 행한다.
- 실온의 건조한 공기 속에서는 변하지 않는데, 그것은 산화마그네슘의 얇은 막이 산화의 진행을 방지하기 때문이다.
- 습한 공기 중에서는 광택이 서서히 흐려진다.
- 적열(赤熱) 상태에서는 일산화탄소, 이산화탄소, 아황산가스, 산화질소 등을 환원한다. 그리고 더 가열하면 빛을 내면서
   연소하여 산화물이 된다.
- 염소와 격렬하게 화합하고, 또 그 밖의 할로겐, 황, 인, 비소나 금속원소 등과도 화합한다.
- 가열하면 질소와 반응하여 질소화합물을 만든다.
- 분말을 물 속에서 끓이면 수산화마그네슘과 수소를 발생한다. ( Mg + 2H2O → Mg(OH)2 + H2 )
- 산에는 쉽게 녹으며, 이 경우에도 수소를 발생하여 염이 되지만, 알칼리에는 녹지 않는다.
- 화암모늄 수용액에는 녹는다.

 

- 공업적으로는 염화마그네슘무수물의 융해염전해법과, 탄소에 의한 고온환원 또는 카바이드, 페로실리콘 등에 의한
   환원법이 있다.
- 염화마그네슘무수물은 카널라이트, 간수 또는 바닷물에서 직접 채취하거나, 마그네시아를 염소화하여 만들기도 한다.
   또, 크롤법에 의해 티탄을 제조할 때 생기는 부산물인 염화마그네슘에서도 얻을 수 있다.
- 전해액(電解液)은 MgCl2 + NaCl + KCl 또는 MgCl2 + 2NaCl 등으로 하여 660∼750 ℃에서 전기분해한다.
- 전해조(電解槽)는 철 또는 내화벽돌을 쓰고, 양극으로는 흑연, 음극으로는 철을 쓴다.
- 탄소에 의한 환원은 1900∼2400 ℃에서 행하며, 생성한 마그네슘 증기와 일산화탄소를 대량의 수소가스로 급랭(急冷)
   하여 생긴 마그네슘분말을 증류하고 융해하여 잉곳(ingot)으로 만든다(순도는 90 % 정도). 이 방법은 조작이 위험하고
   순도도 좋지 않으므로, 현재는 거의 쓰이지 않는다.
- 페로실리콘에 의한 방법은 피전법이라 불린다. 이 방법은 돌로마이트 MgCO3, CaCO3을 소성한 것에 75% 규소인
   페로실리콘을 가해서 단광(團鑛)으로 만들고, 내열강으로 된 레토르트 속에 넣어 1200 ℃로 가열하여 환원시킨 다음,
   이것을 0.001mmHg 정도인 진공에서 마그네슘을 증류하여 얻는다. 이 방법으로는 순도99.7% 정도의 것을 얻을 수 있다.
- 전해마그네슘의 순도는 99.90∼99.97 % 정도이며, 불순물은 구리, 망간, 철, 규소, 납 등이다. 이들을 제거하기 위해
   비교적 저온에서 진공증류를 하면 99.99 %의 제품을 얻을 수 있다.
- 마그네슘리본 또는 마그네슘분말로서 플래시램프·게터·단열재 등에 사용되는 것은 잘 알려진 사실이다. 또, 티탄·
   지르코늄·베릴륨 등의 순금속 제조용 환원제, 전기방식(電氣防蝕) 등에도 쓰이고, 그리냐르시약으로서의 용도도 있다.
   또한, 마그네슘·알루미늄·아연·망간계합금 외에, 토륨·희토류를 함유하는 마그네슘·아연·지르코늄계의 새로운 합금도
   등장하여 뛰어난 가소성, 가볍고 강도를 가진 구조재(構造材)로서 수요가 크다.
- 항공기를 비롯하여 각종 수송기계, 방적·광학기계 등에도 사용된다.

 

 

 

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