南台科技大學 99 學年度第二學期奈米材料期末報告輕金屬材料 (material of light metal)

學生：49714094 劉士嘉 49714037 李佳和 49714103 郭權逸日期：2011/5/30 南台科技大學99學年度第二學期奈米材料期末報告輕金屬材料 (material of light metal)

金屬合金種類 輕金屬發展原因何謂輕金屬材料介紹輕金屬輕金屬鋁、鎂、鈦特性介紹鋁及其合金介紹鎂及其合金介紹鈦及其合金鋁、鎂、鈦運用在3C電子產品部位鋁、鎂、鈦應用發展結論資料、圖片來源目錄

金屬合金種類 金屬合金鐵屬合金非鐵合金鋼鐵合金低合金灰鑄鐵白鑄鐵縮墨鑄鐵高合金延性鑄鐵展鑄鐵低碳鋼中碳鋼高碳鋼銅及其合金鎂及其合金耐高溫金屬可熱理鋼普通碳鋼超合金其它普通碳鋼工具鋼不鏽鋼高強度低合金鋼鋁及其合金鈦及其合金貴重金屬

輕金屬材料產業發展，符合目前節約能源、降低二氧化碳排放、資源再生及清潔生產等全球性環保訴求。輕金屬材料產業發展，符合目前節約能源、降低二氧化碳排放、資源再生及清潔生產等全球性環保訴求。輕金屬材料具有容易分類回收之特點，加上精煉技術不斷改善，大幅提高回收效率，充分達到資源再生之目的。相信輕金屬材料技術之持續發展，將使我們的生活環境更加舒適健康。輕金屬發展原因

材料密度小於3.5g／cm 3的金屬稱為輕金屬，如鋁、鎂、鈹、鋰等。國外把材料密度為4.5g／cm 3的鈦也稱為輕金屬。中國工業界通常只把鋁和鎂算作輕金屬，而把鈹、鋰、鈦等算作稀有金屬。輕金屬材料通常包括鋁、鋁合金、鎂、鎂合金及以鋁、鎂為基礎的粉末冶金材料和復合材料等。何謂輕金屬材料

輕金屬其簡單的定義即指：『於常溫下具備質輕、高強度、特殊功能性及地球蘊藏豐富合金元素等特性之金屬材料』 。此類金屬材料包括鋁合金、鎂合金及鈦合金材料。合金材料更因具備優異的物理、機械、化學及可回收再利用等特性。輕金屬材料於機械零件之應用，可大幅降低零件慣性重量，進而提升定位精度、快速傳動等目的外，也可提升零件磨耗壽命、降低電力使用能耗、增益環保回收等效益。介紹輕金屬

輕金屬鋁、鎂、鈦特性 鋁（Al ）、鎂（Mg）、鈦（Ti）

純鋁（密度2.7g／cm 3）具延展性，商用鋁要求比純鋁距更大的強度，所以需添加其他元素產生各種合金。鋁非常輕，也是電的良導體，和其他金屬製成合金之後，既堅韌又輕巧，因此，廣泛地用於飛機、汽車、卡車等零件和電纜上。鋁合金通常使用銅、鋅、錳、矽、鎂等合金元素。跟普通的碳鋼相比有更輕及耐腐蝕的性能，但抗腐蝕性不如純鋁。鋁合金產業發展規模僅次於鋼鐵業，遠大於鎂合金、鈦合金、工程塑膠等結構產業。鋁合金應用上的一個重點輕量化。鋁合金的成分需要向美國鋁業協會（AA）註冊。鋁及其合金

輕量化，比重只有鋼鐵1/3 。 耐候性佳，可在一般大氣中或流體中使用。很好的光反射性，可作為裝飾用。部分鋁合金強度可與鋼結構相當甚至更高。優良的彈性特性，有利於具震動結構件使用。在極低溫仍具良好韌性，不像鋼鐵會變脆。加工性良好。具有與銅相當之熱傳與導電性。鋁合金優點

鋁合金產品 ▲鋁合金網球拍 ▲ 鋁合金單拐 ▲ 鋁合金鍵盤 ▲ 鋁合金腳踏車 ▲ 鋁合金輪框 ▲ 鋁合金門框

鎂（密度1.74g／cm 3）具有銀白色光澤，略有延展性、密度小及離子化傾向大。鎂金屬主要用途有鋁合金配料、鋼鐵的精煉脫硫、Kroll法製備鈦（海綿鈦提煉技術）等。鎂比鋁輕，含5%-30%鎂的鋁鎂合金質輕，有良好的機械性能，廣泛在航空、太空上使用。鎂易於氧化的性質，可用於製造許多純金屬的還原劑。也可用於閃光燈、煙花、照明彈等。鎂合金是常用結構金屬中最輕的，且鎂合金抗拉強度、熱傳導係數亦不亞於市面上目前常用的合金。鎂及其合金

鎂合金優、缺點

鎂合金零件應用 資料來源：金屬中心ITIS計畫 2004

鎂合金產品 ▲ 鎂合金輪框 ▲ 鎂合金錠 ▲ 高爾夫球桿 ▲ 手機外殼 ▲ 方向盤 ▲ 相機機身 ▲ 燈具

純鈦（密度4.5g／cm 3）具有可塑性，高純鈦的延伸率可達50-60%，但純鈦強度較鈦合金低。鈦是一種銀白色的過渡金屬，其特徵為重量輕、強度高、具金屬光澤，良好的抗腐蝕能力。具有穩定的化學性質，耐高、低溫、抗強酸、抗強鹼，以及高強度、低密度，被美譽為「太空金屬」。鈦能與鐵、鋁、釩或鉬等其他元素熔成合金，造出高強度的輕合金。鈦最有用的兩個特性是，抗腐蝕性，及金屬中最高的強度－重量比。鈦及其合金

鈦金屬材料特性 無毒性非磁性生物相容性低熱膨脹性儲氫特性低導熱性低溫特性高溫強度超導特性放射性半衰期短形狀記憶特性陽極處理可成豐富色彩

鈦合金零件應用

鈦合金產品 ▲ 腳踏車 ▲ 手錶 ▲ 假牙 ▲ 眼鏡鏡框 ▲ 鍋具 ▲ 項鍊 ▲ 刀具 ▲ 高爾夫球桿

3C 電子產品應用部位

輕金屬鋁、鎂、鈦應用發展趨勢

在省能源/輕量化及環保回收的趨勢下，輕合金的前景將有極佳的發展機會，大幅擴張的應用領域為汽車及3C/資訊產品。在省能源/輕量化及環保回收的趨勢下，輕合金的前景將有極佳的發展機會，大幅擴張的應用領域為汽車及3C/資訊產品。輕合金的應用以鋁合金為主體，鎂合金繼之而起，鈦合金須加上功能性（耐蝕、耐熱、表面質感等）的訴求，才會有比較好的發展。為適應新時代新需求/新性能，包括新合金、加工技術、應用資料庫等都需加強。結論

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工業材料雜誌198期92年6月▼ http://www.tmag.org.tw/zilla/trend/trend7.pdf 金屬工業研究發展中心▼ ftp://ed.hsivhs.tpc.edu.tw/teacher_training/93%A6~%AB%D7/08%B0%EA%A5%DF%BB%F1%A4s%B0%D3%A4u/%AC%E3%B2%DF%B1%D0%A7%F7/%B0%AA%A5%5C%AF%E0%BB%B4%AA%F7%C4%DD%A7%F7%AE%C6-%B0%AA%AB%CC%A7%DE%C2%BE%B1%D0%AEv-%C1%BF%B8q-930712%20(1).pdf 材料科學與工程原著：William D. Callister, Jr.＆David G. Rethwisch 譯者：陳桓清、楊子毅、張柳春出版：學銘圖書有限公司‧歐亞書局有限公司資料來源

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