Радиационный теплообмен, осуществляется в результате процессов превращения внутренней энергии вещества в энергию излучения, переноса энергии излучения и её поглощения веществом. Протекание процессов Л. т. определяется взаимным расположением в пространстве тел, обменивающихся теплом, свойствами среды, разделяющей эти тела. Существенное отличие Л. т. от других видов теплообмена (теплопроводности, конвективного теплообмена) заключается в том, что он может протекать и при отсутствии материальной среды, разделяющей поверхности теплообмена, так как осуществляется в результате распространения электромагнитного излучения.

Лучистая энергия, падающая в процессе Л. т. на поверхность непрозрачного тела и характеризующаяся значением потока падающего излучения Q_пад, частично поглощается телом, а частично отражается от его поверхности (см. рис. 1).

Рис. 1 Схематичное изображение потоков излучения при лучистом теплообмене

Поток поглощённого излучения Q_погл определяется соотношением:

Q_погл = А Q_пад,

где А - поглощательная способность тела. В связи с тем, что для непрозрачного тела

Q_пад = Q_погл + Q_oтр,

где Q_oтр - поток отражённого от поверхности тела излучения, эта последняя величина равна:

Q_oтр = (1 - А) Q_пад,

где 1 - А = R - отражательная способность тела. Если поглощательная способность тела равна 1, а следовательно, его отражательная способность равна 0, то есть тело поглощает всю падающую на него энергию, то оно называется абсолютно чёрным телом.

Любое тело, температура которого отлична от абсолютного нуля, испускает энергию, обусловленную нагревом тела. Это излучение называется собственным излучением тела и характеризуется потоком собственного излучения Q_соб. Собственное излучение, отнесённое к единице поверхности тела, называется плотностью потока собственного излучения, или лучеиспускательной способностью тела. Последняя в соответствии со Стефана - Больцмана законом излучения пропорциональна температуре тела в четвёртой степени. Отношение лучеиспускательной способности какого-либо тела к лучеиспускательной способности абсолютно чёрного тела при той же температуре называется степенью черноты. Для всех тел степень черноты меньше 1. Если для некоторого тела она не зависит от длины волны излучения, то такое тело называется серым. Характер распределения энергии излучения серого тела по длинам волн такой же, как у абсолютно чёрного тела, то есть описывается Планка законом излучения. Степень черноты серого тела равна его поглощательной способности.

Поверхность любого тела, входящего в систему Л. т., испускает потоки отражённого излучения Q_oтр и собственного излучения Q_coб; суммарное количество энергии, уходящей с поверхности тела, называется потоком эффективного излучения Q_эфф и определяется соотношением:

Q_эфф = Q_oтр + Q_coб.

Часть поглощённой телом энергии возвращается в систему в виде собственного излучения, поэтому результат Л. т. можно представить как разность между потоками собственного и поглощённого излучения. Величина Q_peз = Q_coб - Q_погл называется потоком результирующего излучения и показывает, какое количество энергии получает или теряет тело в единицу времени в результате Л. т. Поток результирующего излучения можно выразить также в виде Q_peз = Q_эфф - Q_пад, то есть как разность между суммарным расходом и суммарным приходом лучистой энергии на поверхности тела. Отсюда, учитывая, что Q_пад = (Q_coб - Q_peз) / А, получим выражение, которое широко используется в расчётах Л. т.:

.

Задачей расчётов Л. т. является, как правило, нахождение результирующих потоков излучения на всех поверхностях, входящих в данную систему, если известны температуры и оптические характеристики всех этих поверхностей. Для решения этой задачи, помимо последнего соотношения, необходимо выяснить связь между потоком Q_пад на данную поверхность и потоками Q_эфф на всех поверхностях, входящих в систему Л. т. Для нахождения этой связи используется понятие среднего углового коэффициента излучения, который показывает, какая доля полусферического (то есть испускаемого по всем направлениям в пределах полусферы) излучения некоторой поверхности, входящей в систему Л. т., падает на данную поверхность. Таким образом, поток Q_пад на какие-либо поверхности, входящие в систему Л. т., определяется как сумма произведений Q_эфф всех поверхностей (включая и данную, если она вогнутая) на соответствующие угловые коэффициенты излучения.

Л. т. играет значительную роль в процессах теплообмена, происходящих при температурах около 1000 °С и выше. Он широко распространён в различных областях техники: в металлургии, теплоэнергетике, ядерной энергетике, ракетной технике, химической технологии, сушильной технике, гелиотехнике.

Лит.: Невский А. С., Теплообмен излучением в металлургических печах и топках котлов, Свердловск, 1958; Блох А. Г., Основы теплообмена излучением, М. - Л., 1962; Исаченко В. П., Осипов В. А., Сукомел А. С., Теплопередача, М., 1969.

В. А. Арутюнов

Вид капиллярной дефектоскопии, основанный на способности некоторых жидкостей (пенетрантов на основе люминофоров - керосин, нориол и др.), проникающих в поры или трещины, светиться при облучении ультрафиолетовым светом. При реализации Л. к. на очищенную от избытка пенетранта поверхность наносят тонкий порошок белого проявителя (окись магния, тальк и т.п.), обладающего сорбционными свойствами, за счёт чего частицы пенетранта извлекаются из полости трещины на поверхность, обрисовывают контуры трещины и ярко светятся в ультрафиолетовых лучах. Л. к.

В машиностроении - приспособление для металлорежущих станков, служащее дополнительной опорой вращающимся при обработке деталям.

Л. предотвращает прогиб деталей от усилий резания и собственного веса, повышает их виброустойчивость; применяется при обработке длинных нежёстких валов, деталей, имеющих длинные выступающие части, и тому подобное на токарных, круглошлифовальных, резьбо- и шлицефрезерных станках. Л. бывает неподвижным (обычно прикрепляется к направляющим станины) или подвижным (перемещается вместе с суппортом, кареткой и тому подобным).

Алюминиевые сплавы с магнием, характеризующиеся высокой коррозионной стойкостью, хорошей свариваемостью, высокой пластичностью. М., как правило, легко поддаются механической обработке, хорошо полируются. М. делят на литейные и деформируемые: литейные (4-13% Mg) используются для производства фасонных отливок, деформируемые (1-7% Mg) - для производства листов, проволоки и других изделий. Литейные свойства М. пониженные. Литейные М. имеют сравнительно высокую прочность [предел прочности s_в до 340-380 Мн/м² (34-38 кгс/мм²) при относительном удлинении d до 10-20%]; деформируемые М. относят к сплавам низкой и средней прочности [s_в= 80-340 Мн/м² (8-34 кгс/мм²), d = 20-40%]. Деформируемые М. применяются в качестве конструкционного (сварные конструкции, заклёпки) и декоративного материала. См. также Алюминиевые сплавы.

От новолатинского magnesia - магнезия.

Минерал из класса карбонатов, группы кальцита, состав MgCO₃; содержит MgO 47,82%, CO₂ 52,18%, изоморфные примеси - часто Fe, реже Mn, Ca. Кристаллизуется в тригональной системе, имеет совершенную спайность по ромбоэдру. Кристаллическая структура аналогична кальциту. Встречается в ромбоэдрических или неправильно вытянутых кристаллах, а при образовании в зонах выветривания пород на земной поверхности - в фарфоровидных скрытозернистых массах. Цвет белый, желтовато-серый. Твердость по минералогической шкале 3,75 - 4,25, хрупок; плотность 2900 - З100 кг/м³. Скопления М. встречаются в осадочных соленосных породах (совместно с гипсом), в измененных магматических ультраосновных породах (при метаморфизме - совместно с тальком, при выветривании - почти без примесей), но важнейшие промышленные месторождения М. связаны с метаморфизованными доломитами. Месторождения последнего типа имеются во многих странах, особенно крупные - в докембрийских толщах СССР (Саткинское на Урале, Тальское и другие в Енисейском кряже, Савинское в Восточном Саяне), северо-восточной части Китая, в КНДР и Бразилии. В результате обжига при 1000 °С М. теряет большую часть (92 - 94%) углекислоты и превращается в химически активную порошкообразную массу - каустическую магнезию, используемую в магнезиальных вяжущих цементах, при варке целлюлозы, производстве термоизоляции, синтетических каучуков, пластмасс, вискозы, в процессах химической переработки, в качестве удобрения и так далее. При повышении температуры до1500 - 1650 °С получают обожжённую магнезию со слабой химической активностью и высокой (до 2800 °С) огнеупорностью, применяемую главным образом в металлургии. В электропечах из М. получают плавленый периклаз, употребляемый в керамике и в качестве термостойкого электроизоляционного материала (смотри также Магнезитовые огнеупоры), ежегодное мировое производство М. в 1972 свыше 12 млн. тонн. Около 70% его приходится на социалистические страны - СССР (около 2,5 млн. тонн MgO), ЧССР, КНР, КНДР.

Лит.: Требования промышленности к качеству минерального сырья, в. 40 - РыбниковВ. А.. Вейхер А. А., Магнезит, 2 изд., М. - Л.. 1961; Курс месторождений неметаллических полезных ископаемых, М., 1969; Смолин П. П., Тенденции использования магнезиального сырья, в сборнике: Неметаллические полезные ископаемые, М., 1971.

П. П. Смолин

Периклазовые, состоят из окиси магния (периклаза) с 1 - 10% примесей. Магнезитовый порошок получают обжигом при 1700 - 2000 °С во вращающихся или шахтных печах магнезита или других, преимущественно гидратных, соединений магния. Последние могут быть природными (брусит) или добытыми химическим способом из солей морской воды и (реже) магнийсодержащих минералов (доломита, бишофита и других). Порошок состоит из зёрен крупностью до 5 - 15 мм с пористостью 5 - 20%, его огнеупорность 2300 - 2800 °С (в зависимости от чистоты). Порошок применяют для подин сталеплавильных мартеновских и электродуговых печей и для производства магнезиальных огнеупорных изделий, среди которых магнезитовыми (периклазовыми) считают содержащие более 90% MgO, а магнезитовыми на различных связках - более 80% MgO. Плавкой магнезитового порошка в дуговых печах получают плавленый периклаз, идущий после измельчения на производство огнеупорных изделий, для набивки тиглей индукционных плавильных печей, а особо чистый - для электротехнических целей. Из наплавленных блоков периклаза вырезают также цельные огнеупорные изделия с близкой к нулю пористостью.

Лит.: Химическая технология керамики и огнеупоров, М., 1972.

А. К. Карклит

Природные минеральные образования, содержание магния в которых достаточно для экономически выгодного его извлечения. Этот элемент входит в состав более ста минералов, в том числе: брусита Mg (OH)₂ с содержанием Mg 41,7%; магнезита MgCO₃ (28,8% Mg); доломита MgCO₃ЧCaCO₃, (18,2% Mg); кизерита MgSO₄ЧH₂O (17,6% Mg); бишофита MgCl₂Ч6H₂O (12,0% Mg); лангбейнита 2MgSO₄ЧK₂SO₄ (11,7% Mg); эпсомита MgSO₄Ч7H₂O (9,9% Mg); каинита MgSO₄ЧKCIЧ3H₂O (9,8% Mg); карналлита MgCl₂ЧKCIЧ6H₂O (8,8% Mg); астраханита MgSO₄ЧNa₂SO₄Ч4H₂O (7,3% Mg); полигалита MgSO₄Ч2CaSO₄ЧK₂SO₄Ч2H₂O (4,2% Mg).

Главнейшими М. р. являются месторождения ископаемых магнезиально-калийных солей. Крупные месторождения магнезита встречаются в метаморфизованных доломитах. При контактном метаморфизме магнезита возникают скопления брусита - наиболее высокомагнезиального сырья. В результате выщелачивания магнезиальных солей подземными водами образуются ископаемые природные рассолы и соляные источники. Современные соляные месторождения (рассолы и осадки) возникают в замкнутых заливах морей (например, Кара-Богаз-Гол) и в бессточных внутриматериковых впадинах (озера Баскунчак и Эльтон в СССР, Большое Солёное озеро в США). В качестве источника Mg непрерывно возрастает также роль морской воды (4% Mg в сухом остатке) с её стабильным составом и неограниченными ресурсами. В СССР располагаются крупнейшие бассейны магнезиально-калийных солей - Верхнекамский (пермского возраста) в Предуралье, Припятский (девонский) в Белоруссии, Калушское (неогеновое) месторождение в Предкарпатье и другие. За рубежом особенно известны пермские Штасфуртский соленосный бассейн (ФРГ и ГДР) и месторождения юга США. См. также Магний.

Лит.: Курс месторождений неметаллических полезных ископаемых, М., 1969; Требования промышленности к качеству минерального сырья, в. 22 - Кашкаров О. Д., Фивег М. П., Калийные и магнезиальные соли, М., 1963: Смолин П. П., Тенденции использования магнезиального сырья, в сборнике: Неметаллические полезные ископаемые, М., 1971.

П. П. Смолин

Сплавы на основе магния. Наиболее прочные, в том числе и наиболее жаропрочные, М. с. разработаны на основе систем магний - металл с ограниченной растворимостью в твёрдом магнии. Вследствие высокой химической активности магния выбор металлов, пригодных для легирования М. с., сравнительно невелик. М. с. разделяются на 2 основные группы: литейные - для производства фасонных отливок и деформируемые - для производства полуфабрикатов прессованием, прокаткой, ковкой и штамповкой.

Историческая справка. Первые М. с. появились в начале 20 века (под названием «электрон», теперь мало употребляемым). Значение конструкционных промышленных материалов М. с. приобрели в конце 20-х - начале 30-х годов 20 века, то есть почти через 100 лет после того как французский химик А. Бюсси впервые выделил магний в чистом виде (1828). До конца 40-х годов применялись главным образом сплавы на основе систем Mg - Al - Zn и Mg - Mn. Дальнейшему прогрессу в области создания М. с. способствовало открытие модифицирующего и рафинирующего действия циркония. В 50-х годах начали применяться сплавы на основе систем Mg - Zn - Zr, Mg - p. з. м. (редкоземельный металл) - Zr (или Mn), Mg - Th, а также сверхлёгкие сплавы на основе системы Mg - Li. Производство и потребление магния и М. с. возрастает. Мировое производство магния к началу 2-й мировой войны 1939-45 составило около 50 тысяч т, в 1969 ~ 2 млн. т, из них ~ 40-50% расходуется на производство отливок и деформированных полуфабрикатов.

Химический состав наиболее широко применяемых в СССР М. с. дан в таблице 1. В промышленных М. с. содержатся добавки Al, Zn, Mn, Zr и редкоземельных металлов (цериевый мишметалл, La, Nd, Y), Th, Ag, Cd, Li, Be и др. Общее количество добавок в наиболее легированных М. с. достигает 10-14%. Вредными примесями являются Ni, Fe, Si и Cu, которые снижают коррозионную стойкость М. с. В М. с. с Zr ограничивают содержание примесей Al и Si, так как в присутствии этих элементов Zr не растворяется в расплавленном магнии, образуя с ними тугоплавкие нерастворимые соединения. Растворимость циркония в магнии уменьшают также примеси Fe, Mn и Н. Малые количества Be (иногда Ca) используют в качестве технологических добавок для снижения окисляемости М. с. в расплавленном состоянии.

Таблица 1

Химический состав и механические свойства наиболее широко применяемых в СССР магниевых сплавов (1 Мн/м² = 0,1 кгс/мм²)

Тип сплава	Химический состав, %
	основные компоненты					примеси, не более
	Al	Zn	Mn	Zr	Nd	Al	Si	Fe	Ni	Cu	Mn	Be	Ca
Литейные сплавы
Mg-Al-Zn	8	0,5	0,2	-	-	-	0,25	0,06	0,01	0,1	-	0,002	0,1
	8	0,5	0,2	-	-	-	0,08	0,007	0,001	0,004	-	0,002	-
Mg-Zn-Zr	-	4,5	-	0,7	-	0,02	0,03	0,01	0,005	0,03	-	0,001	-
Mg-Nd-Zr	-	0,4	-	0,7	2,5	0,02	0,03	0,01	0,005	0,03	-	0,001	-
Деформируемые сплавы
Mg-Al-Zn	4	1	0,5	-	-	-	0,15	0,05	0,005	0,05	-	0,02	0,1
Mg-Zn-Zr	-	5,5	-	0,5	-	0,05	0,05	0,05	0,005	0,05	0,1	0,02	-

Тип сплава	Сумма опред прим.	Механические свойства при 20 °C			Вид термической обработки	Предельные рабочие температуры, °C		Назначение
		Мн/м2		s, %		дли-тельно	кратко -но
		s0,2	sb
Литейные сплавы
Mg-Al-Zn	0,5	90	280	9	Закалка; закалка и старение	150	250	Сплав общего назначения
	0,14	90	280	9	То же	150	250	То же, имеет повышенную коррозионную стойкость
Mg-Zn-Zr	0,2	150	300	6	Отпуск	200	250	Нагруженные детали (барабаны колёс, реборды и др.)
Mg-Nd-Zr	0,2	150	280	5	Закалка и старение	250	350	Жаропрочный сплав. Нагруженные детали; детали, требующие высокой герметичности, стабильности размеров
Деформируемые сплавы
Mg-Al-Zn	0,31	180	290	100	Отжиг	150	200	Панели, штамповки сложной конструкции, сварные конструкции
Mg-Zn-Zr	0,31	250 - 3002	310 - 3502	100-140	Старение	100	150	Высоконагруженные детали из прессованных полуфабрикатов, штамповок и поковок

¹ Для деформируемых сплавов указано содержание прочих примесей.

² Максимальные значения - для пресcованных полуфабрикатов.

Физические свойства М. с. даны в таблице 2. М. с. являются самым лёгким металлическим конструкционным материалом. Плотность (d) М. с. в зависимости от состава колеблется в пределах 1360-2000 кг/м³. Наименьшую плотность имеют магний-литиевые сплавы. Плотность наиболее широко применяемых М. с. равна 1760-1810 кг/м³, то есть примерно в 4 раза меньше плотности стали и в 1,5 раза меньше плотности алюминиевых сплавов. Благодаря малой плотности детали из М. с. обладают высокой жёсткостью: относительная жёсткость при изгибе двутавровых балок одинаковой массы и ширины для стали равна 1, для алюминия 8,9, для магния 18,9. М. с. имеют высокую удельную теплоёмкость. Температура поверхности детали из М. с. при одинаковом количестве поглощённого тепла в 2 раза ниже по сравнению с температурой детали из малоуглеродистой стали и на 15-20% ниже, чем детали из алюминиевого сплава. Коэффициент термического расширения М. с. в среднем на 10-15% больше, чем у алюминиевых сплавов.

Таблица 2

Физические свойства наиболее широко применяемых в СССР магниевых сплавов

Тип сплава	Плот-ность, кг/м3	Коэффициент линейного расширения при 20-100 °C a·106, 1/°C	Коэффициент теплопроводности, вт/м·K	Удельная теплоёмкость, кдж/кг·K	Удельное электро- сопротивление r·106, ом·см
Литейные сплавы
Mg-Al-Zn	1810	26,8	65	1,05	13,4
Mg -Zn-Zr	1810	26,2	134	0,98	6,6
Mg-Nd-Zr	1780	27,7	113	0,963	8,4
Деформируемые сплавы
Mg-Al-Zn	1790	26	83,8	1,05	12
Mg-Zn-Zr	1800	20,9	117	1,03	5,65

Механические свойства наиболее широко применяемых в СССР промышленных М. с. представлены в таблице 1. Максимальный уровень механических свойств литейных М. с. достигнут на высокопрочных сплавах системы Mg - Zn - Ag - Zr: предел текучести s_0,2 = 260-280 Мн/м² (26-28 кгс/мм²), предел прочности s_b = 340-360 Мн/м² (34-36 кгс/мм²), относительное удлинение d = 5%. Специальные технологические приёмы (например, подштамповка) позволяют увеличить s_b до 400-420 Мн/м² (40-42 кгс/мм²). Уровень свойств самых высокопрочных деформируемых М. с.: s_0,2 = 350 Мн/м² (35 кгс/мм²), s_b = 420 Мн/м² (42 кгс/мм²), d = 5%. Предельная рабочая температура высокопрочных сплавов 150 °С. Самые жаропрочные М. с. (литейные и деформируемые) систем Mg - р. з. м. и Mg - Th пригодны для длительной эксплуатации при 300-350 °С и кратковременной - до 400 °С. По удельной прочности (s_b/d) высокопрочные литейные М. с. имеют преимущества по сравнению с алюминиевыми сплавами, самые высокопрочные деформируемые находятся на одном уровне с наиболее высокопрочными деформируемыми алюминиевыми сплавами (или несколько уступают им). Модуль упругости М. с. равен 41-45 Гн/м² (4100-4500 кгс/мм²) (³/₅ модуля алюминиевых сплавов, ¹/₅ модуля сталей), модуль сдвига составляет 16-16,5 Гн/м² (1600-1650 кгс/мм²). При низких температурах модуль упругости, пределы текучести и прочности М. с. увеличиваются, а удлинение и ударная вязкость снижаются; резкого падения пластичности, характерного для низколегированных конструкционных сталей, у М. с. не наблюдается.

Технология. Вследствие большого сродства магния с кислородом при плавке М. с. в воздушной атмосфере поверхность расплавленного металла защищают слоем флюса; в качестве флюсов применяют различные смеси фтористых и хлористых солей щелочных и щёлочноземельных металлов. Чтобы избежать горения металла при литье, в состав формовочных земель вводят защитные присадки, кокили окрашивают специальными красками, в состав которых входит, например, борная кислота. Отливки получают всеми известными способами литья, в том числе литьём в песчаные, оболочковые, стержневые, гипсовые формы, литьём в кокиль, под давлением, по выплавляемым моделям, полужидкой штамповкой. Для получения качественных отливок литниковая система строится по принципу расширяющегося потока. При затвердевании М. с. дают большую усадку (1,1-1,5). Благодаря мелкозернистой структуре отливки из М. с. с цирконием имеют более однородные и высокие механические свойства, чем отливки из сплавов, легированных алюминием. Детали и узлы различных конструкций из деформируемых М. с. изготовляют механической обработкой, сваркой и клёпкой, объёмной и листовой штамповкой. При комнатной температуре технологическая пластичность М. с. низкая, что объясняется гексагональным строением кристаллической решётки магния (скольжение происходит по одной плоскости базиса). При высоких температурах (200-450 °С) возникает скольжение по дополнительным плоскостям и технологическая пластичность большинства сплавов становится высокой. Поэтому все операции обработки давлением М. с. проводятся в нагретом состоянии при малых скоростях деформации. Исключение составляют М. с. с 10-14% Li, которые имеют объёмно центрированную кубическую решётку и допускают обработку в холодном состоянии. При конструировании деталей из М. с. избегают острых надрезов и резких переходов сечений. Для соединения деталей применяют различные виды сварки, а также клёпку, пайку твёрдыми и мягкими припоями, склеивание. Сваркой исправляют дефекты литых деталей. Только сплавы с высоким содержанием цинка не подвергаются сварке. Большинство литых и деформированных полуфабрикатов из М. с. подвергается упрочняющей термической обработке (закалке, старению) или отжигу для снятия внутренних напряжений (литейных, сварочных и других). М. с. легко обрабатываются резанием - вдвое быстрее, чем алюминиевые сплавы, и в 10 раз быстрее, чем углеродистые стали. При работе с М. с. следует соблюдать правила пожарной безопасности.

Методы защиты от физико-химических воздействий. М. с. обладают пониженной коррозионной стойкостью из-за высокого электроотрицательного потенциала и недостаточных защитных свойств естественной окисной плёнки. Защита М. с. от коррозии осуществляется искусственно создаваемыми химическими или электрохимическими неорганическими плёнками в сочетании с лакокрасочными покрытиями. Покрытие состоит из грунтовочного пассивирующего слоя и внешних лаковых или эмалевых слоев. Надлежащая защита обеспечивает надёжную работу деталей из М. с. в атмосферных условиях, щелочных средах, минеральных маслах, бензине, керосине. М. с. повышенной чистоты, особенно по содержанию железа и никеля, пригодны для эксплуатации в морском воздухе. М. с. неприемлемы для работы в морской воде, в соляных растворах, кислотах, их растворах и парах. Коррозионная стойкость магниевых деталей в значительной степени зависит от выбора правильной конструктивной формы (исключающей скопление влаги) и такого сочетания контактирующих материалов в изделиях, которое не вызывает контактной коррозии. Некоторые высокопрочные деформируемые М. с. склонны к коррозии под напряжением и могут применяться при условии ограничения величины длительно действующих растягивающих напряжений.

Консервация деталей и полуфабрикатов из М. с. осуществляется с помощью хроматных плёнок, жидких нейтральных обезвоженных масел, специальной смазки и другими способами в зависимости от длительности и условий хранения. Длительное хранение собранных изделий и запасных частей из М. с. с лакокрасочным покрытием в нормальных складских условиях производится в чехлах из полихлорвиниловой или полиэтиленовой плёнки с силикагелевым осушителем.

Применение. М. с. пригодны для работы при криогенных, нормальных и повышенных температурах. Благодаря малой плотности, высокой удельной прочности, способности поглощения энергии удара и вибрационных колебаний, отличной обрабатываемости резанием М. с. широко используются в промышленности, прежде всего для снижения массы изделий, повышения их жёсткости. М. с. применяются в автомобильной, тракторной промышленности (картеры двигателей, коробки передач, барабаны колёс и другие детали), в электротехнике и радиотехнике (корпуса приборов, детали электродвигателей), в оптической промышленности (корпуса биноклей, фотоаппаратов), в текстильной промышленности (бобины, шпульки, катушки), в полиграфии (матрицы, клише, валики), в судостроении (протекторы), в авиационной и ракетной технике (детали колёс, детали управления и крыла самолёта, корпусные детали двигателей) и во многих других отраслях техники. Промышленностью используются главным образом литые детали из М. с. Основное ограничение в применении М. с. - пониженная коррозионная стойкость в некоторых средах.

Лит.: Конструкционные материалы, т. 2, М., 1964 (Энциклопедия современной техники); Рейнор Г. В., Металловедение магния и его сплавов, перевод с английского, [М.], 1964; Альтман М. Б., Лебедев А. А, и Чухров М. В., Плавка и литье легких сплавов, 2 изд., М., 1969.

Н. М. Тихова

Лат. Magnesium.

Mg - химический элемент II группы периодической системы Менделеева, атомный номер 12, атомная масса 24,305. Природный М. состоит из трёх стабильных изотопов: ²⁴Mg (78,60% ), ²⁵Mg (10,11%) и ²⁶Mg (11,29%). М. открыт в 1808 Г. Дэви, который подверг электролизу с ртутным катодом увлажнённую магнезию (давно известное вещество); Дэви получил амальгаму, а из неё после отгонки ртути - новый порошкообразный металл, названный магнием. В 1828 французский химик А. Бюсси восстановлением расплавленного хлорида М. парами калия получил М. в виде небольших шариков с металлическим блеском.

Распространение в природе. М. - характерный элемент мантии Земли, в ультраосновных породах его содержится 25,9% по массе. В земной коре М. меньше, средний кларк его 1,87%; преобладает М. в основных породах (4,5%), в гранитах и других кислых породах его меньше (0,56%). В магматических процессах Mg²⁺ - аналог Fe²⁺, что объясняется близостью их ионных радиусов (соответственно 0,74 и 0,80 ). Mg²⁺ вместе с Fe²⁺ входит в состав оливина, пироксенов и других магматических минералов.

Минералы М. многочисленны - силикаты, карбонаты, сульфаты, хлориды и другие (см. Магниевые руды). Более половины из них образовались в биосфере - на дне морей, озёр, в почвах и т. д.; остальные связаны с высокотемпературными процессами.

В биосфере наблюдается энергичная миграция и дифференциация М.; здесь главная роль принадлежит физико-химическим процессам - растворению, осаждению солей, сорбции М. глинами. М. слабо задерживается в биологическом круговороте на континентах и с речным стоком поступает в океан. В морской воде в среднем 0,13% М. - меньше, чем натрия, но больше всех других металлов. Морская вода не насыщена М. и осаждения его солей не происходит. При испарении воды в морских лагунах в осадках вместе с солями калия накапливаются сульфаты и хлориды М. В илах некоторых озёр накапливается доломит (например, в озере Балхаш). В промышленности М. получают в основном из доломитов, а также из морской воды.

Физические и химические свойства. Компактный М. - блестящий серебристо-белый металл, тускнеющий на воздухе вследствие образования на поверхности окисной плёнки. М. кристаллизуется в гексагональной решётке, а = 3,2028 , с = 5,1998 . Атомный радиус 1,60 , ионный радиус Mg²⁺ 0,74 . Плотность М. 1,739 г/см³ (20 °С); t_пл 651 °С; t_kип 1107 °С. Удельная теплоёмкость (при 20 °С) 1,04Ч10³ дж/(кг·К), то есть 0,248 кал/(г·°С); теплопроводность (20 °С) 1,55Ч10² вт/(м·К), то есть 0,37 кал/(см·сек·°С); термический коэффициент линейного расширения в интервале 0-550 °С определяется из уравнения 25,0Ч10^-6 + 0,0188 t. Удельное электрическое сопротивление (20 °С) 4,5Ч10^-8 ом·м (4,5 мком·см). М. парамагнитен, удельная магнитная восприимчивость + 0,5Ч10^-6, М. - относительно мягкий и пластичный металл; его механические свойства сильно зависят от способа обработки. Например, при 20 °С свойства соответственно литого и деформированного М. характеризуются следующими величинами: твёрдость по Бринеллю 29,43Ч10⁷ и 35,32Ч 10⁷ н/м² (30 и 36 кгс/мм²), предел текучести 2,45Ч10⁷ и 8,83Ч10⁷ н/м⁷ (2,5 и 9,0 кгс/мм²), предел прочности 11,28Ч10⁷ и 19,62Ч10⁷н/м² (11,5 и 20,0 кгс/мм²), относительное удлинение 8,0 и 11,5%.

Конфигурация внешних электронов атома М. 3s². Во всех стабильных соединениях М. двухвалентен. В химияеском отношении М. - весьма активный металл. Нагревание до 300-350 °C не приводит к значительному окислению компактного М., так как поверхность его защищена окисной плёнкой, но при 600-650 °C М. воспламеняется и ярко горит, давая магния окись и отчасти нитрид Mg₃N₂. Последний получается и при нагревании М. около 500 °С в атмосфере азота. С холодной водой, не насыщенной воздухом, М. почти не реагирует, из кипящей медленно вытесняет водород; реакция с водяным паром начинается при 400 °C. Расплавленный М. во влажной атмосфере, выделяя из H₂O водород, поглощает его; при застывании металла водород почти полностью удаляется. В атмосфере водорода М. при 400-500 °C образует MgH₃.

М. вытесняет большинство металлов из водных растворов их солей; стандартный электродный потенциал Mg при 25 °С - 2,38 в. С разбавленными минеральными кислотами М. взаимодействует на холоду, но в плавиковой кислоте не растворяется вследствие образования защитной плёнки из нерастворимого фторида MgF₂. В концентрированной H₂SO₄ и смеси её с HNO₃М. практически нерастворим. С водными растворами щелочей на холоду М. не взаимодействует, но растворяется в растворах гидрокарбонатов щелочных металлов и солей аммония. Едкие щёлочи осаждают из растворов солей М. гидроокись Mg(OH)₂, растворимость которой в воде ничтожна. Большинство солей М. хорошо растворимо в воде, например магния сульфат; мало растворимы MgF₂, MgCO₃ , Mg₃(PO₄)₂ и некоторые двойные соли.

При нагревании М. реагирует с галогенами, давая галогениды; с влажным хлором уже на холоду образуется MgCl₂. При нагревании М. до 500-600 °С с серой или с SO₂ и H₂S может быть получен сульфид MgS, с углеводородами - карбиды MgC₂ и Mg₂C₃. Известны также силициды Mg₂Si, Mg₃Si₂, фосфид Mg3P₂ и другие бинарные соединения. М. - сильный восстановитель; при нагревании вытесняет другие металлы (Be, Al, щелочные) и неметаллы (В, Si, С) из их окислов и галогенидов. М. образует многочисленные металлоорганические соединения, определяющие его большую роль в органическом синтезе. М. сплавляется с большинством металлов и является основой многих технически важных лёгких сплавов.

Получение и применение. В промышленности наибольшее количество М. получают электролизом безводного хлорида MgCl₂ или обезвоженного карналлита KClЧMgCl₂Ч6H₂O. В состав электролита входят также хлориды Na, К, Са и небольшое количество NaF или CaF₂. Содержание MgCl₂ в расплаве - не менее 5-7%; по мере хода электролиза, протекающего при 720-750 °С, проводят корректировку состава ванны, удаляя часть электролита и добавляя MgCl₂ или карналлит. Катоды изготовляют из стали, аноды - из графита. Расплавленный М., всплывающий на поверхность электролита, периодически извлекается из катодного пространства, отделённого от анодного перегородкой, не доходящей до дна ванны. В состав чернового М. входят до 2% примесей; его рафинируют в тигельных электрических печах под слоем флюсов и разливают в изложницы. Лучшие сорта первичного М. содержат 99,8% Mg. Последующая очистка М. проводится сублимацией в вакууме: 2-3 сублимации повышают чистоту М. до 99,999%. Анодный хлор после очистки используется для получения безводного MgCl₂ из магнезита, тетрахлорида титана TiCl₄ из двухокиси TiO₂ и других соединений.

Другие способы получения М. - металлотермический и углетермический. По первому брикеты из прокалённого до полного разложения доломита и восстановителя (ферросилиция или силикоалюминия) нагревают при 1280-1300 °С в вакууме (остаточное давление 130-260 н/м², то есть 1-2 мм рт. ст.). Пары М. конденсируют при 400-500 °С. Для очистки его переплавляют под флюсом или в вакууме, после чего разливают в изложницы. По углетермическому способу брикеты из смеси угля с окисью М. нагревают в электропечах выше 2100 °С; пары М. отгоняют и конденсируют.

Важнейшая область применения металлического М. - производство сплавов на его основе (см. Магниевые сплавы). Широко применяют М. в металлотермических процессах получения трудновосстанавливаемых и редких металлов (Ti, Zr, Hf, U и других), используют М. для раскисления и десульфурации металлов и сплавов. Смеси порошка М. с окислителями служат как осветительные и зажигательные составы. Широкое применение находят соединения М.

Лит.: Стрелец Х. Л., Тайц А. Ю., Гуляницкий Б. С., Металлургия магния, 2 изд., М., 1960; Ulbmann Encykiopadie der technischen Chemie, 3 Aufl., Bd 12, Munch. - В., 1960.

В. Е. Плющев

Магний в организме. М. - постоянная часть растительных и животных организмов (в тысячных - сотых долях процента). Концентраторами М. являются некоторые водоросли, накапливающие до 3% М. (в золе), некоторые фораминиферы - до 3,5%, известковые губки - до 4%. М. входит в состав зелёного пигмента растений - хлорофилла (в общей массе хлорофилла растений Земли содержится около 100 млрд. т М.), а также обнаружен во всех клеточных органеллах растений и рибосомах всех живых организмов. М. активирует многие ферменты, вместе с кальцием и марганцем обеспечивает стабильность структуры хромосом и коллоидных систем в растениях, участвует в поддержании тургорного давления в клетках. М. стимулирует поступление фосфора из почвы и его усвоение растениями, в виде соли фосфорной кислоты входит в состав фитина. Недостаток М. в почвах вызывает у растений мраморность листа, хлороз растений (в подобных случаях используют магниевые удобрения). Животные и человек получают М. с пищей. Суточная потребность человека в М. - 0,3-0,5 г; в детском возрасте, а также при беременности и лактации эта потребность выше. Нормальное содержание М. в крови - примерно 4,3 мг%; при повышенном содержании наблюдаются сонливость, потеря чувствительности, иногда паралич скелетных мышц. В организме М. накапливается в печени, затем значительная его часть переходит в кости и мышцы. В мышцах М. участвует в активировании процессов анаэробного обмена углеводов. Антагонистом М. в организме является кальций. Нарушение магниево-кальциевого равновесия наблюдается при рахите, когда М. из крови переходит в кости, вытесняя из них кальций. Недостаток в пище солей М. нарушает нормальную возбудимость нервной системы, сокращение мышц. Крупный рогатый скот при недостатке М. в кормах заболевает так называемой травяной тетанией (мышечные подёргивания, остановка роста конечностей). Обмен М. у животных регулируется гормоном паращитовидных желёз, понижающим содержание М. в крови, и проланом, повышающим содержание М. Из препаратов М. в медицинской практике применяют: сульфат М. (как успокаивающее, противосудорожное, спазмолитическое, слабительное и желчегонное средство), магнезию жжёную (магния окись) и карбонат М. (как щёлочи, лёгкое слабительное).

Г. Я. Жизневская

Магнитно-твёрдый материал на основе железа, содержащий 24% Со,14% Ni, 8% Al, 3% Cu. Основные технологические данные производства М. в СССР разработаны в 40-х годах советским учёным А. С. Займовским. М. относится к типу дисперсионно-твердеющих магнитных материалов. Анизотропность магнитных свойств М. достигается термической обработкой в магнитном поле. Послужил основой для создания целой серии магнитно-твёрдых материалов типа М. Магнитные характеристики М. приведены в ст. Магнитно-твёрдые материалы.