マグネシウムの特性、性質、用途
すべての金属要素の中で最も軽い要素とその使用方法
CSIRO/ウィキメディア・コモンズ/CC BY 3.0
マグネシウムはすべての金属元素の中で最も軽く、主に構造物に使用されます 合金 その軽量さ、強さ、および抵抗のために腐食.
マグネシウム含有量が 20% 以上であることが知られている鉱物は 60 種類以上あり、地球の地殻で 8 番目に豊富な元素となっています。しかし、水域を考慮すると、マグネシウムは地表で最も豊富な元素になります。これは、平均して約 1290 パーツ パー ミリオン (ppm) の塩水中のマグネシウム含有量が大きいためです。しかし、その豊富さにもかかわらず、世界のマグネシウム生産量は年間約 757,000 トンにすぎません。
プロパティ
- 原子記号: Mg
- 原子番号: 12
- 要素カテゴリ: アルカリ金属
- 密度: 1.738 g/cm3(20℃)
- 融点: 1202 °F (650 °C)
- 沸点: 1994 °F (1090 °C)
- モース硬度：2.5
特徴
マグネシウムの特性は姉妹金属に似ています アルミニウム .すべての金属元素の中で最も密度が低く、最も軽いだけでなく、非常に強く、腐食に強く、機械加工が容易です。
歴史
マグネシウムは 1808 年に Humphrey Davy 卿によってユニークな元素として発見されましたが、1831 年に Antoine Bussy が脱水塩化マグネシウムの実験中にマグネシウムを生成するまで、金属の形で生成されることはありませんでした。
電解マグネシウムの商業生産は、1886 年にドイツで始まりました。この国は、1916 年までマグネシウムの軍事需要 (フレアやトレーサーの弾丸用) により、米国、イギリス、フランス、カナダ、ロシアで生産されるまで、唯一の生産国でした。
ドイツの生産はナチスの軍事拡大を支援するために継続されたが、世界のマグネシウム生産は戦争の間に減少した.ドイツの生産量は 1938 年までに 20,000 トンに増加し、世界の生産量の 60% を占めました。
追いつくために、米国は 15 の新しいマグネシウム生産施設を支援し、1943 年までに 265,000 トンを超えるマグネシウムの生産能力を誇った.
第二次世界大戦後、生産者がアルミニウムの価格と競争力のある価格にするために金属を抽出する経済的な方法を見つけるのに苦労したため、マグネシウムの生産量は再び減少しました.
製造
使用される資源の場所と種類に応じて、さまざまな製造方法を使用してマグネシウム金属を精製できます。これは、マグネシウムが非常に豊富にあり、多くの場所での生産が可能であるという事実と、微量金属の最終用途が非常に価格に敏感であるため、購入者が常に可能な限り低コストのソースを探すように促しているという事実の両方によるものです.
伝統的に、マグネシウムはドロマイトとマグネサイトの鉱石、および塩水 (天然に存在する塩の堆積物) を含む塩化マグネシウムから生成されます。
アプリケーション
アルミニウムとの類似性により、マグネシウムは、ほとんどではないにしても、多くのアルミニウム用途の代替品として使用できます。しかし、マグネシウムは依然として抽出コストによって制限されており、アルミニウムよりも約 20% 高価です。中国産マグネシウムの輸入関税により、米国のマグネシウム価格はアルミニウムのほぼ 2 倍になる可能性があります。
マグネシウムの半分以上は、強度、軽さ、火花に強いアルミニウムとの合金に使用されており、自動車部品に広く使用されています。実際、さまざまな自動車メーカーが鋳造マグネシウム アルミニウム (Mg-Al) 合金を使用して、ステアリング ホイール、ステアリング コラム、サポート ブラケット、インストルメント パネル、ペダル、インレット マニホールド ハウジングなど、さまざまな部品を製造しています。 Mg-Al ダイカストは、トランスミッションとクラッチのハウジングにも使用されています。
高強度と耐腐食性は、航空宇宙合金、ヘリコプターやレースカーのギアボックスにとって重要であり、その多くはマグネシウム合金に依存しています。
ビールや炭酸飲料の缶には、航空宇宙合金と同じ要件はありませんが、これらの缶を形成するアルミニウム合金には少量のマグネシウムが使用されています。缶あたりのマグネシウムの使用量はわずかですが、この産業は依然として金属の最大の消費者です.
マグネシウム合金は、チェーンソーや機械部品、野球のバットや釣り用リールなどのスポーツ用品など、軽量で頑丈な合金用途が重要な他の産業でも使用されています。
単独で、マグネシウム金属は脱硫剤として使用できます 鉄 と 鉄鋼生産 、熱還元における脱酸剤として チタン 、ジルコニウム、ハフニウム、および球状鋳鉄の製造における球状化剤として。
マグネシウムのその他の用途は、化学貯蔵タンク、パイプライン、船舶の陰極防食用の陽極として、また発炎弾、焼夷弾、花火の製造などです。
ソース:
マグネシウムの完全な歴史については、Magnesium.com で入手できる Bob Brown の History of Magnesium を参照してください。 http://www.magnesium.com
USGS。鉱物商品概要: マグネシウム (2011)。
ソース： http://minerals.usgs.gov/minerals/pubs/commodity/magnesium/
国際マグネシウム協会。 www.intlmag.org