Magnesium
Ein Leichtmetall im Aufwind
Neue Materialien kommen heute üblicherweise aus dem Bereich der technischen Kunststoffe - doch mit Magnesium erwacht nun der leichteste aller metallischen Konstruktionswerkstoffe aus seinem Dornröschenschlaf. Heute erlebt der Werkstoff Magnesium unter dem Druck der geforderten Treibstoff-Reduzierung eine Renaissance.
Kurz gesagt: Erst heute verfügt man über die Kenntnis, alte Magnesium-Legierungen mit neuen Methoden zu bearbeiten.
Magnesium entfaltet erst als Legierung seine Vorteile. Etwa neun Prozent Aluminium und ein Prozent Zink mischte man bisher in das Magnesium. Neuerdings experimentieren die Materialwissenschaftler mit Elementen der "Seltenen Erden", wie Yttrium, Neodym und Cer. Schon geringe Zusätze in der Größenordnung von 0,5 Prozent können Materialeigenschaften wie, Zähigkeit, Hochtemperatur- und Kriechbeständigkeit entscheidend verändern.
Dass Magnesium heute wieder auf das Interesse der Automobilindustrie stößt, ist in erster Linie neuen Magnesiumlegierungen zu verdanken, die bereits Anfang der achtziger Jahre entwickelt wurden. Durch eine Reduktion von Verunreinigungen wie Eisen, Kupfer und Nickel konnte die Korrosionsbeständigkeit von Magnesium deutlich gesteigert werden. Damit war einer der größten Mängel dieses Werkstoffs behoben. Um dem Leichtmetall weitere Anwendungsfelder - etwa im Motor- oder Getriebebereich - zu erschließen, arbeiten Forscher derzeit daran, die Hitzebeständigkeit von Magnesiumlegierungen zu erhöhen.
Herstellung und Anwendung
Zur Herstellung von reinem Magnesium sind zwei Verfahren von Bedeutung. Das bedeutendere ist die Herstellung durch Schmelzflusselektrolyse von wasserfreiem Magnesiumchlorid, das nach dem sogenannten DOW-Verfahren aus Meerwasser gewonnen wir. Durch Zugabe von Kalkmilch fällt aus dem Meerwasser unlösliches Magnesiumhydroxid aus.
MgCl2 + Ca (OH)2 ------> Mg(OH)2 + CaCl2. Das Magnesiumhydroxid wird mit Salzsäure zu Magnesiumchlorid umgewandelt.
Mg(OH)2 + 2 HCI -----> MgCl2 + 2 H2O .Nach einem Verfahren der IG-Farben kann das Magnesiumhydroxid durch Calcinieren, bzw. durch kräftiges Erhitzen zunächst in Magnesiumoxid und dann unter Zusatz von Kohle und Chlor in Schachtöfen zu Magnesiumchlorid umgesetzt werden.
Die nachfolgende Schmelzflusselektrolyse erfolgt bei ca. 800°C und 5-7 Volt unter Zusatz von Kaliumchlorid und Calciumchlorid zur Schmelzpunkterniedrigung. Die Herstellung von Magnesium ist relativ energieaufwendig, für 1kg Magnesium werden 18 kWh Energie benötigt.
(Werkstoffe auf Anfrage)