點(diǎn)擊查看相關(guān)視頻

在新材料產(chǎn)業(yè)蓬勃發(fā)展的浪潮中，鎂基材料憑借其獨(dú)特的性能優(yōu)勢(shì)與廣闊的應(yīng)用前景，正成為推動(dòng)產(chǎn)業(yè)升級(jí)、保障能源安全、實(shí)現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)的關(guān)鍵力量。中國(guó)工程院院士潘復(fù)生在“第六屆中國(guó)新材料產(chǎn)業(yè)發(fā)展大會(huì)”的報(bào)告中，全面闡述了鎂基材料制備加工技術(shù)的新進(jìn)展，勾勒出這一領(lǐng)域從技術(shù)突破到產(chǎn)業(yè)落地的宏偉藍(lán)圖，讓我們看到了鎂材料“走進(jìn)千家萬(wàn)戶(hù)、遍布萬(wàn)水千山”的光明未來(lái)。

鎂合金的崛起，源于其優(yōu)異的性能潛力與持續(xù)突破的應(yīng)用邊界。作為輕量化特性突出的金屬材料，過(guò)去幾十年，鎂合金已在工業(yè)化應(yīng)用中穩(wěn)步前行，不僅走進(jìn)了千家萬(wàn)戶(hù)的日常生活，更在數(shù)千萬(wàn)輛汽車(chē)上實(shí)現(xiàn)規(guī)模化應(yīng)用，成為輕量化轉(zhuǎn)型的核心選擇。近年來(lái)，鎂合金的發(fā)展更是突破了傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)材料的局限，在導(dǎo)電性、電子輻射屏蔽、儲(chǔ)能、生物相容性等功能特性上取得重大突破，從單一結(jié)構(gòu)應(yīng)用向結(jié)構(gòu)與功能一體化邁進(jìn)，正加速向產(chǎn)業(yè)化推進(jìn)，開(kāi)啟了多元應(yīng)用的全新篇章。

成本瓶頸的打破，為鎂合金產(chǎn)業(yè)的快速增長(zhǎng)注入了核心動(dòng)力。在冶金技術(shù)的持續(xù)攻關(guān)下，鎂的價(jià)格已實(shí)現(xiàn)低于鋁的歷史性突破，這使得鎂合金零部件成本大幅降低，僅為傳統(tǒng)鋁合金零部件的50%至70%。成本優(yōu)勢(shì)的凸顯，疊加國(guó)家層面的高度重視，為鎂產(chǎn)業(yè)發(fā)展保駕護(hù)航。總書(shū)記多次作出重要批示，工信部等部門(mén)正牽頭制定未來(lái)10-15年鎂合金產(chǎn)品發(fā)展規(guī)劃，錨定千萬(wàn)噸級(jí)生產(chǎn)規(guī)模的宏偉目標(biāo)，為產(chǎn)業(yè)發(fā)展指明了方向。

在全球“雙碳”目標(biāo)與能源安全戰(zhàn)略的雙重驅(qū)動(dòng)下，鎂材料已成為市場(chǎng)關(guān)注的焦點(diǎn)。國(guó)內(nèi)外大型企業(yè)紛紛布局，積極參與鎂材料的研發(fā)與應(yīng)用，推動(dòng)其應(yīng)用場(chǎng)景從傳統(tǒng)交通行業(yè)，加速拓展至地面交通、航空航天、深海裝備、智能裝備、機(jī)器人等多個(gè)高端領(lǐng)域。與此同時(shí)，中國(guó)在全球鎂合金研究領(lǐng)域占據(jù)重要地位，由我國(guó)創(chuàng)辦的鎂合金刊物連續(xù)五年位居全球冶金工程類(lèi)期刊影響因子榜首，并入選全國(guó)首批領(lǐng)軍期刊，彰顯了我國(guó)在該領(lǐng)域的學(xué)術(shù)話(huà)語(yǔ)權(quán)。

從基礎(chǔ)研究到技術(shù)突破，鎂合金領(lǐng)域的創(chuàng)新成果不斷涌現(xiàn)。基礎(chǔ)研究層面，針對(duì)鎂合金基礎(chǔ)數(shù)據(jù)匱乏的短板，科研人員在熱力學(xué)、動(dòng)力學(xué)數(shù)據(jù)研究上持續(xù)發(fā)力，提出多元固溶新概念，中南大學(xué)在擴(kuò)散系數(shù)研究、重慶大學(xué)在導(dǎo)熱性能基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫(kù)建設(shè)上取得重要進(jìn)展；上海交通大學(xué)則通過(guò)計(jì)算模型集成，實(shí)現(xiàn)了變形機(jī)制研究的新突破，大幅提升了材料計(jì)算效率與智能化設(shè)計(jì)水平。結(jié)構(gòu)鎂合金領(lǐng)域，鑄造鎂合金聚焦低稀土、無(wú)稀土及高稀土合金并行發(fā)展，變形鎂合金強(qiáng)度突破500MPa，達(dá)到高強(qiáng)度鋁合金水平；腐蝕與氧化研究取得重大突破，上海交通大學(xué)開(kāi)發(fā)的四款不銹鎂合金成功應(yīng)用于航天工程，重慶大學(xué)與廣東科學(xué)院聯(lián)合研發(fā)的鎂鈦復(fù)合材料，強(qiáng)度超600MPa且延伸率大幅提升，實(shí)現(xiàn)了性能的跨越式發(fā)展。

在構(gòu)件制備加工技術(shù)領(lǐng)域，多項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)的突破正在重塑鎂合金制造格局。西安交通大學(xué)研發(fā)的鎂純化新技術(shù)，可低成本獲得超高純度鎂；半固態(tài)注射技術(shù)實(shí)現(xiàn)創(chuàng)新，近年來(lái)流行的半固態(tài)鎂合金注射成型機(jī)已用于鎂合金零部件生產(chǎn)，大幅降低了生產(chǎn)門(mén)檻；一體化壓鑄技術(shù)更是取得里程碑式突破，全球首款大型一體化壓鑄件后地板已在賽力斯裝車(chē)驗(yàn)證，將70余個(gè)零部件整合為1個(gè)，在實(shí)現(xiàn)減重的同時(shí)降低成本15%，比亞迪、吉利、長(zhǎng)安等企業(yè)正加速推進(jìn)大型一體化鎂合金構(gòu)件在汽車(chē)領(lǐng)域的規(guī)模化應(yīng)用。

作為能源材料，鎂基材料在儲(chǔ)能領(lǐng)域的應(yīng)用為解決能源難題提供了新思路。針對(duì)鋰電池安全隱患、資源短缺、環(huán)保等痛點(diǎn)，科研團(tuán)隊(duì)全力研發(fā)低成本、高環(huán)保、本質(zhì)安全的鎂電池，其中鎂空氣電池已在軍方實(shí)現(xiàn)規(guī)模應(yīng)用，可充電鎂電池循環(huán)性能突破5000次，展現(xiàn)出廣闊的應(yīng)用前景。在氫能儲(chǔ)運(yùn)領(lǐng)域，鎂基儲(chǔ)氫材料儲(chǔ)氫量可達(dá)6%以上，吸放氫溫度降至150℃以下，為氫能工業(yè)化應(yīng)用提供了重要技術(shù)支撐。此外，阻尼鎂合金、電磁屏蔽鎂合金、導(dǎo)熱鎂合金、鎂基生物材料等結(jié)構(gòu)功能一體化材料的持續(xù)創(chuàng)新，進(jìn)一步拓展了鎂材料的應(yīng)用邊界。

重慶明月湖實(shí)驗(yàn)室的布局，為鎂基材料產(chǎn)業(yè)發(fā)展注入了新的活力。該實(shí)驗(yàn)室聚焦新型儲(chǔ)能材料、高性能輕量化材料、智能新材料等核心方向，計(jì)劃總投資300多億元，打造3000人規(guī)模的科研團(tuán)隊(duì)，目標(biāo)直指支撐重慶萬(wàn)億級(jí)材料產(chǎn)業(yè)發(fā)展。實(shí)驗(yàn)室采用市場(chǎng)推動(dòng)為主的發(fā)展模式，與商飛等龍頭企業(yè)開(kāi)展深度合作，加速科研成果轉(zhuǎn)化，構(gòu)建起“產(chǎn)學(xué)研用”協(xié)同創(chuàng)新的產(chǎn)業(yè)生態(tài)。

從走進(jìn)千家萬(wàn)戶(hù)的日常用品，到有望遍布萬(wàn)水千山的能源材料，鎂基材料的開(kāi)發(fā)應(yīng)用，不僅關(guān)乎新材料產(chǎn)業(yè)的升級(jí)換代，更對(duì)保障國(guó)家能源安全、實(shí)現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)具有重要戰(zhàn)略意義。當(dāng)前，鎂產(chǎn)業(yè)正處于前所未有的發(fā)展機(jī)遇期，技術(shù)突破持續(xù)涌現(xiàn)、應(yīng)用場(chǎng)景不斷拓展、產(chǎn)業(yè)生態(tài)日趨完善。相信在科研工作者、企業(yè)與政府的共同努力下，鎂產(chǎn)業(yè)必將迎來(lái)更加廣闊的發(fā)展前景，讓我們攜手共創(chuàng)“鎂”好明天！

本文根據(jù)“今日新材料”發(fā)布的潘復(fù)生院士視頻報(bào)告整理而成。