點擊查看相關(guān)視頻

在新材料產(chǎn)業(yè)蓬勃發(fā)展的浪潮中，鎂基材料憑借其獨特的性能優(yōu)勢與廣闊的應用前景，正成為推動產(chǎn)業(yè)升級、保障能源安全、實現(xiàn)“雙碳”目標的關(guān)鍵力量。中國工程院院士潘復生在“第六屆中國新材料產(chǎn)業(yè)發(fā)展大會”的報告中，全面闡述了鎂基材料制備加工技術(shù)的新進展，勾勒出這一領(lǐng)域從技術(shù)突破到產(chǎn)業(yè)落地的宏偉藍圖，讓我們看到了鎂材料“走進千家萬戶、遍布萬水千山”的光明未來。

鎂合金的崛起，源于其優(yōu)異的性能潛力與持續(xù)突破的應用邊界。作為輕量化特性突出的金屬材料，過去幾十年，鎂合金已在工業(yè)化應用中穩(wěn)步前行，不僅走進了千家萬戶的日常生活，更在數(shù)千萬輛汽車上實現(xiàn)規(guī)模化應用，成為輕量化轉(zhuǎn)型的核心選擇。近年來，鎂合金的發(fā)展更是突破了傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)材料的局限，在導電性、電子輻射屏蔽、儲能、生物相容性等功能特性上取得重大突破，從單一結(jié)構(gòu)應用向結(jié)構(gòu)與功能一體化邁進，正加速向產(chǎn)業(yè)化推進，開啟了多元應用的全新篇章。

成本瓶頸的打破，為鎂合金產(chǎn)業(yè)的快速增長注入了核心動力。在冶金技術(shù)的持續(xù)攻關(guān)下，鎂的價格已實現(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)勢的凸顯，疊加國家層面的高度重視，為鎂產(chǎn)業(yè)發(fā)展保駕護航。總書記多次作出重要批示，工信部等部門正牽頭制定未來10-15年鎂合金產(chǎn)品發(fā)展規(guī)劃，錨定千萬噸級生產(chǎn)規(guī)模的宏偉目標，為產(chǎn)業(yè)發(fā)展指明了方向。

在全球“雙碳”目標與能源安全戰(zhàn)略的雙重驅(qū)動下，鎂材料已成為市場關(guān)注的焦點。國內(nèi)外大型企業(yè)紛紛布局，積極參與鎂材料的研發(fā)與應用，推動其應用場景從傳統(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、機器人等多個高端領(lǐng)域。與此同時，中國在全球鎂合金研究領(lǐng)域占據(jù)重要地位，由我國創(chuàng)辦的鎂合金刊物連續(xù)五年位居全球冶金工程類期刊影響因子榜首，并入選全國首批領(lǐng)軍期刊，彰顯了我國在該領(lǐng)域的學術(shù)話語權(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，針對鎂合金基礎(chǔ)數(shù)據(jù)匱乏的短板，科研人員在熱力學、動力學數(shù)據(jù)研究上持續(xù)發(fā)力，提出多元固溶新概念，中南大學在擴散系數(shù)研究、重慶大學在導熱性能基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫建設(shè)上取得重要進展；上海交通大學則通過計算模型集成，實現(xiàn)了變形機制研究的新突破，大幅提升了材料計算效率與智能化設(shè)計水平。結(jié)構(gòu)鎂合金領(lǐng)域，鑄造鎂合金聚焦低稀土、無稀土及高稀土合金并行發(fā)展，變形鎂合金強度突破500MPa，達到高強度鋁合金水平；腐蝕與氧化研究取得重大突破，上海交通大學開發(fā)的四款不銹鎂合金成功應用于航天工程，重慶大學與廣東科學院聯(lián)合研發(fā)的鎂鈦復合材料，強度超600MPa且延伸率大幅提升，實現(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)實現(xiàn)創(chuàng)新，近年來流行的半固態(tài)鎂合金注射成型機已用于鎂合金零部件生產(chǎn)，大幅降低了生產(chǎn)門檻；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驗證，將70余個零部件整合為1個，在實現(xiàn)減重的同時降低成本15%，比亞迪、吉利、長安等企業(yè)正加速推進大型一體化鎂合金構(gòu)件在汽車領(lǐng)域的規(guī)模化應用。

作為能源材料，鎂基材料在儲能領(lǐng)域的應用為解決能源難題提供了新思路。針對鋰電池安全隱患、資源短缺、環(huán)保等痛點，科研團隊全力研發(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現(xiàn)規(guī)模應用，可充電鎂電池循環(huán)性能突破5000次，展現(xiàn)出廣闊的應用前景。在氫能儲運領(lǐng)域，鎂基儲氫材料儲氫量可達6%以上，吸放氫溫度降至150℃以下，為氫能工業(yè)化應用提供了重要技術(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，進一步拓展了鎂材料的應用邊界。

重慶明月湖實驗室的布局，為鎂基材料產(chǎn)業(yè)發(fā)展注入了新的活力。該實驗室聚焦新型儲能材料、高性能輕量化材料、智能新材料等核心方向，計劃總投資300多億元，打造3000人規(guī)模的科研團隊，目標直指支撐重慶萬億級材料產(chǎn)業(yè)發(fā)展。實驗室采用市場推動為主的發(fā)展模式，與商飛等龍頭企業(yè)開展深度合作，加速科研成果轉(zhuǎn)化，構(gòu)建起“產(chǎn)學研用”協(xié)同創(chuàng)新的產(chǎn)業(yè)生態(tài)。

從走進千家萬戶的日常用品，到有望遍布萬水千山的能源材料，鎂基材料的開發(fā)應用，不僅關(guān)乎新材料產(chǎn)業(yè)的升級換代，更對保障國家能源安全、實現(xiàn)“雙碳”目標具有重要戰(zhàn)略意義。當前，鎂產(chǎn)業(yè)正處于前所未有的發(fā)展機遇期，技術(shù)突破持續(xù)涌現(xiàn)、應用場景不斷拓展、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)布的潘復生院士視頻報告整理而成。