![]() 在新材料产业蓬勃发展的浪潮中,镁基材料凭借其独特的性能优势与广阔的应用前景,正成为推动产业升级、保障能源安全、实现“双碳”目标的关键力量。中国工程院院士潘复生在“第六届中国新材料产业发展大会”的报告中,全面阐述了镁基材料制备加工技术的新进展,勾勒出这一领域从技术突破到产业落地的宏伟蓝图,让我们看到了镁材料“走进千家万户、遍布万水千山”的光明未来。 镁合金的崛起,源于其优异的性能潜力与持续突破的应用边界。作为轻量化特性突出的金属材料,过去几十年,镁合金已在工业化应用中稳步前行,不仅走进了千家万户的日常生活,更在数千万辆汽车上实现规模化应用,成为轻量化转型的核心选择。近年来,镁合金的发展更是突破了传统结构材料的局限,在导电性、电子辐射屏蔽、储能、生物相容性等功能特性上取得重大突破,从单一结构应用向结构与功能一体化迈进,正加速向产业化推进,开启了多元应用的全新篇章。 成本瓶颈的打破,为镁合金产业的快速增长注入了核心动力。在冶金技术的持续攻关下,镁的价格已实现低于铝的历史性突破,这使得镁合金零部件成本大幅降低,仅为传统铝合金零部件的50%至70%。成本优势的凸显,叠加国家层面的高度重视,为镁产业发展保驾护航。总书记多次作出重要批示,工信部等部门正牵头制定未来10-15年镁合金产品发展规划,锚定千万吨级生产规模的宏伟目标,为产业发展指明了方向。 在全球“双碳”目标与能源安全战略的双重驱动下,镁材料已成为市场关注的焦点。国内外大型企业纷纷布局,积极参与镁材料的研发与应用,推动其应用场景从传统交通行业,加速拓展至地面交通、航空航天、深海装备、智能装备、机器人等多个高端领域。与此同时,中国在全球镁合金研究领域占据重要地位,由我国创办的镁合金刊物连续五年位居全球冶金工程类期刊影响因子榜首,并入选全国首批领军期刊,彰显了我国在该领域的学术话语权。 从基础研究到技术突破,镁合金领域的创新成果不断涌现。基础研究层面,针对镁合金基础数据匮乏的短板,科研人员在热力学、动力学数据研究上持续发力,提出多元固溶新概念,中南大学在扩散系数研究、重庆大学在导热性能基础数据库建设上取得重要进展;上海交通大学则通过计算模型集成,实现了变形机制研究的新突破,大幅提升了材料计算效率与智能化设计水平。结构镁合金领域,铸造镁合金聚焦低稀土、无稀土及高稀土合金并行发展,变形镁合金强度突破500MPa,达到高强度铝合金水平;腐蚀与氧化研究取得重大突破,上海交通大学开发的四款不锈镁合金成功应用于航天工程,重庆大学与广东科学院联合研发的镁钛复合材料,强度超600MPa且延伸率大幅提升,实现了性能的跨越式发展。 在构件制备加工技术领域,多项关键技术的突破正在重塑镁合金制造格局。西安交通大学研发的镁纯化新技术,可低成本获得超高纯度镁;半固态注射技术实现创新,近年来流行的半固态镁合金注射成型机已用于镁合金零部件生产,大幅降低了生产门槛;一体化压铸技术更是取得里程碑式突破,全球首款大型一体化压铸件后地板已在赛力斯装车验证,将70余个零部件整合为1个,在实现减重的同时降低成本15%,比亚迪、吉利、长安等企业正加速推进大型一体化镁合金构件在汽车领域的规模化应用。 作为能源材料,镁基材料在储能领域的应用为解决能源难题提供了新思路。针对锂电池安全隐患、资源短缺、环保等痛点,科研团队全力研发低成本、高环保、本质安全的镁电池,其中镁空气电池已在军方实现规模应用,可充电镁电池循环性能突破5000次,展现出广阔的应用前景。在氢能储运领域,镁基储氢材料储氢量可达6%以上,吸放氢温度降至150℃以下,为氢能工业化应用提供了重要技术支撑。此外,阻尼镁合金、电磁屏蔽镁合金、导热镁合金、镁基生物材料等结构功能一体化材料的持续创新,进一步拓展了镁材料的应用边界。 重庆明月湖实验室的布局,为镁基材料产业发展注入了新的活力。该实验室聚焦新型储能材料、高性能轻量化材料、智能新材料等核心方向,计划总投资300多亿元,打造3000人规模的科研团队,目标直指支撑重庆万亿级材料产业发展。实验室采用市场推动为主的发展模式,与商飞等龙头企业开展深度合作,加速科研成果转化,构建起“产学研用”协同创新的产业生态。 从走进千家万户的日常用品,到有望遍布万水千山的能源材料,镁基材料的开发应用,不仅关乎新材料产业的升级换代,更对保障国家能源安全、实现“双碳”目标具有重要战略意义。当前,镁产业正处于前所未有的发展机遇期,技术突破持续涌现、应用场景不断拓展、产业生态日趋完善。相信在科研工作者、企业与政府的共同努力下,镁产业必将迎来更加广阔的发展前景,让我们携手共创“镁”好明天! 本文根据“今日新材料”发布的潘复生院士视频报告整理而成。 |