锌铝合金的研究现状及新应用

杨瑞彩

（河南工业和信息化职业学院，河南 焦作 454150）

伴随现代社会的发展，环保成为了当前时代最为重要的关键词之一。锌铝合金正是在这一情况之下，得到了更大规模的应用与研究。

这一方面与其优异的环保性能备受社会青睐有关。另一方面，铝自身在地壳中的含量较高，其年产量远高于其他有色金属年产量，并且电解法的发明更使得锌铝合金的制取难度与成本降低，更加符合人类生存与生活的需要[1]。而且锌铝合金的质地无毒，可以用于交通运输、食品工业、复合材料、文体卫生等多种不同的领域，并且能够轻易回收利用，满足了当前环保发展的需要。

1 锌铝合金的发展历程与研究现状

中国具有十分丰富的有色金属资源，铝和锌这一类金属资源分布广泛，蕴藏量较高，是我国当前对外出口的重要金属资源。

早在我国明代天工开物之书当中记载，中国明代已能够大量生产锌。并且在大约16世纪中国的炼锌术传于欧洲，这也是当前锌电解工艺的来源[2,3]。现阶段，锌铝系列合金由于其自身较为低廉的原材料成本、环境性能友好、力学性能良好等特点具有较强的市场竞争力，在中国以及日、英、俄等工业发达国家，都得到了广泛的应用与研究。

1.1 锌铝合金的发展历程

锌铝合金最早作为锌铅合金的替代品而用于印刷行业当中，但是在这一阶段锌铝合金受到制造工艺及自身纯度的影响，极易受到外来的水气侵蚀而发生一系列的化学反应降低了自身的应用性能[4]。随着科技的进步，锌铝合金自身的性能得到极大地改良，它也作为几种替代原材料金属在二战及日后期间得到大规模地应用。但伴随塑料工业的发展，锌铝合金的发展空间受到了限制，至此国际铅锌组织更是提出了研发新型的、先进的锌铝合金研究计划，以此加强锌铝合金的市场竞争力。

1.2 锌铝合金的研究现状

现阶段，锌铝合金较为热门的研究方向主要是合金化与变质、热处理、塑性变形等，锌铝合金的合金化与变质主要是提高锌铝合金各方面的性能，例如通过加入其他的金属元素以提高自身的性能，亦或是加入不同的稀土元素提高锌铝合金的强度与延伸率、阻尼性能、力学性能、耐磨性等性能。其中，Ti、Na、V、Mn等元素，被相关方向的学者普遍认为是具有改善锌铝合金自身性能的添加剂[5]。

锌铝合金的热处理也是当前较为热门的研究方向之一，适当的热处理能够有效地稳定组织提升锌铝合金自身的尺寸稳定性。锌铝合金的塑性变形则是对于其阻尼性能的提升具有积极地影响，这一点也得到了张忠明、李玉圣等人研究结果的佐证。

2 锌铝合金的优缺点与应用

2.1 锌铝合金的优缺点

2.1.1 锌铝合金的优点

锌铝合金的优点主要是在于较为低廉的原材料成本，铝自身在地壳中的含量较高，其年产量远高于其他有色金属年产量，并且电解法的发明更使得锌铝合金的制取难度与成本降低，更加符合人类生存与生活的需要。而且我国铝和锌这一类金属资源分布广泛，蕴藏量较高，使其相关的生产成本降低[6]。其次，锌铝合金自身的导热性能以及抗疲劳性等卓越的性能更是为其赢得了较大的发展空间，尤其是在化工行业、船用行业、金属包装行业当中更是占有较强的地位。而且，锌铝合金较为热门的研究方向也着重对于有效的发挥锌铝合金优异的性能提供了一定的指导。

2.1.2 锌铝合金的缺点

锌铝合金的缺点一方面还是由于铝自身的性质所致使，金属铝自身的硬度以及耐磨性都较低，这也在一定的程度上致使金属铝的应用范围被限制[7,8]。其次，铝自身的熔点大约在200℃，而由此其应用的温度范围不得超过这一范围。而且锌铝合金的耐碱性相较于其他的金属类建筑材料较差，并不十分适合作为一种建筑类的金属材料而使用。

2.2 锌铝合金的应用

2.2.1 锌铝合金在化工行业的应用

锌铝合金由于具有较为良好的导热性，继而被广泛运用于化工设备当中的管道及内衬、分馏塔等设备当中。其次，由于锌铝合金自身的性能优良，自身的化学性能较为稳定，并不会产生毒性，不会造成食物的变质以及影响食物的外观，它也被广泛的应用于食品化工工业当中的相应设备当中。

2.2.2 锌铝合金在船用行业的应用

铝合金在造船工业当中的应用范围也较为广泛，无论是在何种的船舶当中，性能优良的锌铝合金无疑是其支架结构以及相应配套设施的重要原材料之一。而且受到锌铝合金造价低廉等因素的影响，造船工业更加倾向于使用这一金属类材料。

2.2.3 锌铝合金在航空航天以及汽车行业的应用

锌铝合金由于其自身的密度较小、韧性极佳、良好的耐腐蚀性等特点，这也使其在航空航天领域以及汽车领域当中得到了广泛的应用。尤其是在某些关键的部件当中，铸铝合金代替原有的铸铁材料能够有效起到减重的作用。尤其是在汽车的发动机当中，通过应用铸造铝合金代替原有的材料，能够大大降低汽车自身的重量，这对于节约能源而言具有十分重要的意义。

当下尤其是在航空航天以及汽车行业成为热点领域，锌铝合金更加是拥有了十分广阔的发展前景与市场空间，其相关的研究方向值得大规模的资金投入。

2.2.4 锌铝合金在金属包装行业的应用

锌铝合金在金属包装行业当中也有着较为广泛的应用，一方面其质地轻、抗压强度高、经久耐用，十分适宜于储存和运输商品。并且其优良的阻隔性能，减少了阳光空气等环境对食物的影响，延长了食物的保质期。其次，铝合金自身独有的金属光泽、触感好，提升了商品的品质，并且这一类金属材料循环利用性能良好，更加节约了资源，减少了环境的污染。因此，它也作为一类十分重要的包装材料而得到应用。同时锌铝合金在化妆品包装当中也得到了较为广泛的应用，尤其是化妆品内装物挤压即可使用，这针对一部分膏状化妆品而言使用方式简单方便是一种常用的化妆品包装方法。

2.2.5 锌铝合金在其他行业的应用

锌铝合金在输电行业的应用主要是作为一种重要的高压导线材料在输电行业当中应用，另一方面锌铝合金则是在日用品以及食品行业得到了大规模的应用，这与其优良的延展性以及无毒性具有十分重要的关联。

3 结语

伴随现代社会的发展，锌铝合金正是在这一情况之下得到了更大规模的应用与研究。而且受到锌铝合金的质地无毒性，可以用于交通运输、食品工业、复合材料、文体卫生等多种不同的领域，并且能够得到轻易回收利用，满足了当前时代关于环保发展的需要。并且随着科技的进步，锌铝合金自身的性能得到极大地改良，尤其是其自身较为低廉的原材料成本、环境性能友好、力学性能良好等特点更是具有较强的市场竞争力，这对于其自身竞争力的发展具有积极的影响。