镁盐晶须增强材料的研究及应用.pdf

第33卷第12期化工新型材料Vol133No112
2005年12月NEWCHEMICALMATERIALS·13·

镁盐晶须增强材料的研究及应用

吴小王钟辉胡克伟

(成都理工大学材料与化学化工学院,成都610059)

摘要详细阐述了硼酸镁、碱式硫酸镁晶须和氧化镁晶须等镁盐晶须的合成方法,着重介绍了
镁盐晶须作为增强材料在金属铸造、复合材料、塑料等行业的应用。
关键词镁盐晶须,增强材料,复合材料,合成

Studyandapplicationofmagnesiumsaltwhiskerenhancedmaterial

WuXiaowangZhongHuiHuKewei

(CollegeofMaterialandChemicalEngineeringofChengduUniversityofTechnology,Chengdu610059)

AbstractThepaperelaboratedsthemethodsforthemagnesiumsaltwhiskersynthesiswhichcontainsmagnesi2
umpyroboratewhisker、basicmagnesiumsulfatewhisker、magnesiawhiskerect1Thepaperalsopointedouttheshorta2
gesofthemandintroducedtheauthor'sresearchresults.Lastintroducdtheapplicationofmagnesiumwhiskerempha2
sizedmaterial,incompoundmaterial,plastic,metaletc.
Keywordsmagnesiumsaltwhisker,enhancedmaterial,compoundmaterial,synthesis

资研究开发的热点。
1概述
镁盐晶须是近年来开发的一类低成本晶须,具
随着航空航天、交通运输、塑料等行业的快速发有优良的力学性能。表1列出目前开发出的硼酸镁
展和进步,人类对各种材料的依赖和需求飞速增加,晶须、碱式硫酸镁晶须和氧化镁晶须等镁盐晶须的
对材料的性能要求也越来越高。传统材料已难以满主要性能[1]。由表1可见,镁盐晶须具有碳晶须、碳
足日益发展的工业生产和生活要求,因而加强对传化硅晶须、氮化硅晶须、钛酸钾晶须相近的物理性
统材料的改进,开发性能好、价格合理的新型复合材质,但其成本仅为他们的1/20～1/30[1],因而为晶须
料已成为全球材料行业的发展方向。作为一种重要增强复合材料进入民用领域展示出极大的应用
的增强材料,晶须由于质量轻、强度高,力学性能好,前景。
与金属基、非金属基相容性好,形成的复合材料,具镁盐晶须原料主要来源于盐湖的初级产品镁
有传统材料无法比拟的力学性能,自其问世以来,受盐,其廉价、易得,且合成条件相对简单,生产成本
到材料领域的高度重视,被认为是材料领域的一场低。特别是这些晶须在一定条件下具有溶解特性,
革命。然而,目前常见的晶须,如碳晶须、碳化硅晶与自然环境协调性好,因而具有其他低维材料不具
须、氮化硅晶须、钛酸钾晶须虽能大大提高金属材料备的环保品质。
的强度,显示出传统金属材料所无法比拟的优异性中国拥有大量的盐海湖镁资源,仅青海省柴达
能,但这些晶须材料制备工艺复杂,生产成本极高(5木盆地盐湖镁盐储量就为48115亿t,其中水氯镁石
万～10万日元/kg)[1],所以只能在一些特殊军事领储量31143亿t。盐湖开发利用钾、硼和锂资源后,
域应用,难以应用于更广泛的民用领域。因而,研制产生了大量的副产物水氯镁石[2],因无法利用而
高性能、廉价的晶须增强材料是目前全球各国投巨造成严重的盐湖“镁害”,同时盐海湖初级产品

作者简介:吴小王,24岁,男,在读硕士研究生,研究方向:环保材料。
·41·化工新型材料第33卷

表1镁盐晶须物性参数

项目碱式硫酸镁氧化镁硼酸镁氢氧化镁

英文名BasicmagnesiumsulfatewhiskerMagnesiawhiskerMagnesiumpyroboratewhiskerMagnesiumhydratewhisker

分子式Mg2SO4·5Mg(OH)2·3H2OMgOMg2B2O5Mg(OH)2

分子量466.0240.31150.2358.33

～1.00.5～5.00.2～1.00.01～10
纤维直径纤维长度
10～100200～200010～1005～1000

相对密度2.33.582.912.36

-9803920-
拉伸强度/MPa
弹性率/GPa--264.6-
莫式硬度
--5.5-

-28001360-
熔点/℃
耐热性/℃3001