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镁业要闻

高校专家云集 ，“巢”向“镁”好未来

发布时间：2023-10-30 作者：综合管理部

10月26日，2023年全国镁行业大会暨镁业分会第二十六届年会在完成各项议程后圆满落幕。来自政府部门、行业协会和镁产业链的生产、贸易、终端应用、投资、科技等领域的专家和领导等800余人参加会议。从源头到终端，从标准到环保，从技术到应用，从民企到国企，行业话题的宽度不断拓展，国内外技术碰撞结合，聚力合力，共创'镁“好明天。


聚焦|因“镁”而至 “巢”向“镁”好



大会以“建设镁业强国，引领全球发展，打造大‘镁’金属”为主题，会期三天，从10月24日报到至26日结束，分开幕式、主旨报告、专题报告3个阶段进行。届时，广东腐蚀科学与技术创新研究院韩恩厚教授，宝钢金属有限公司高级副总裁李长春、中国模板脚手架协会秘书长高峰将分别作《镁合金的腐蚀机理与表面处理技术》《共创“镁”好明天》《我国镁合金模板发展的现状与思考》主旨报告；巢湖市委副书记、市长汪功胜将作巢湖市招商推介；中国有色金属工业协会镁业分会、鹤壁市人民政府、府谷县人民政府、中国科学院青岛生物能源与过程研究所等30个单位相关负责同志作有关专题报告。同期还将召开镁冶炼相关标准工作会议、镁电池及其关键材料专题研讨会、镁建筑模板专题会等分会场会议。

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本次大会，既是一次思想碰撞，与智慧交锋的盛会，更是一次精诚合作绘就“镁”好未来的盛会。

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亮点|高校专家 共研“镁”事



本期推文编者从年会上摘编了部分高校教授、院士在镁行业研制、生产、应用等领域的新材料、新技术、新装备、新成果、学新应用的一些观点以飨读者——

PART

01

中国工程院院士何季麟：

镁产业优势明显，行业未来发展需突破“瓶颈”

镁是具有诸多优异功能特性和高比强结构特性的轻质、绿色金属材料，在新能源低碳经济、装备轻量化发展的新形势下，镁及镁合金在以标准型结构材料为基本特征的发展方面具有良好的成长前景和基础优势。我国镁产业已初步形成了从原材料生产、深加工一直到应用的完整产业链，并正不断向深加工方向纵深发展。

何季麟说，在看到成绩的同时，还应该看到镁行业的发展中存在一些亟待突破的问题：技术创新能力总体不足，原镁生产新技术发展缓慢；镁合金加工技术较为薄弱，新型加工工艺与装备发展滞后，部分领域“卡脖子”现象突出；由于镁合金固有的性能缺陷，致使结构型镁合金材料制造与应用尚存较大局限性。对此，何季麟提出3点建议：一是强化顶层设计，推动从国家层面制订镁产业发展战略；二是积极引导和支持科研机构和产业企业开发新工艺、新技术，坚持镁工业自身的绿色低碳发展之路；三是要加强重点应用领域产品研发，开拓新应用，进一步拓宽镁消费端增量，助力行业可持续快速健康发展。


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02

浙江大学陈立新：

镁储氢研究进展

寻找更高活性的多相复合催化剂。可以考虑合成具有特殊形貌的多相催化剂，同时结合各组分的催化特点和形貌优势，通过协同催化，以期进一步改善MgH2的储氢动力学性能。

催化剂着重改善MgH2，的动力学性能，对其热力学改性并不明显。理论计算表明，当MgH2的颗粒尺寸降低到10 nm以时会发生热力学失稳。因此，将MgH2的高效催化和纳米化相结合，可以进一步提升MgH2的吸放氢综合性能，但纳米MgH2的批量制备成本及其长周期吸放氢循环的纳米结构稳定性需要研究解决的新问题。

由于MgH2的吸放氢热力学条件限制，如何提高镁储放氢过程的能效是其规模应用需解决的重要问题。利用Mg-H反应的高热焓效应，将其用于蓄热储能系统也是可行之策。


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03

上海交通大学彭立明：

免热处理高强韧镁合金大型一体化压铸技术

我国“碳达峰/碳中和”的战略目标对新能源汽车、高速列车、航空航天运载工具等重大装备的轻量化提出了极高的要求，发展大型镁合金铸/锻结构件制造技术势在必行。彭教授从铝合金材料入手，归纳了一体化压铸的新要求：一体性、轻量性与环境连接性，即实现减重的同时保持强度一致，且易于与钢结构件连接，延伸率不应低于8%，屈服强度应大于120MPa。而旧有经热处理的铝合金（以SF36为代表）因减重有限，薄壁件热处理易变形等原因，不适合用于大型车身铸件中，需要进行革新。彭教授展示了团队开发的JDA高强高韧铸造铝合金系列，它充分考虑了铸件的力学性能与工艺性能，包含Al-Si、Al-Mg-Zn-Cu等体系。其中，免热处理的JDA1系列可用于螺栓连接、铆接工艺的结构件中，且部分拥有自强化特性；JDA2系列已经用于副车架开发，实现了屈服强度190MPa、抗拉强度300MPa、延伸率大于8%，变形量仅±2.5mm的优秀成绩。


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04

北京科技大学夏德宏：

镁冶炼中的典型节能降碳新工艺技术问题辨析

冶炼方法上，皮江法热还原炼镁从技术角度看并不是最合理的，其广泛应用更多是受我国国情影响。电解法以其节能低碳的优势或将成为未来金属镁清洁冶炼的关键。镁行业的当务之急在于科学探索采用含Mg更高的冶炼原料、能质效率高、自动化智能化程度高的连续化大规模生产绿色镁冶金新工艺。

炼镁原料上，我国镁资源储量位列世界第一，已探明白云石、菱镁矿等超过70亿吨，盐湖/海水中氯化镁超过千万亿吨，足以支撑金属镁规模化发展。

还原剂上，硅还原MgO从热力学角度看并不是最佳选择，探索更清洁、更高效的新型还原剂将为金属镁高效冶炼提供更多可能。

加热方式上，目前所谓的“外热式”和“内热式”是相对于还原罐而言；对于物料本身，除了“微波”加热是“内热式”以外，其余都是“外加热”。

能源选择上，终端用能设备再电气化是“碳中和”实现的关键路径之一。对于金属镁冶炼，随着我国可再生能源想着主体能源迈进，若将热法还原的能量来源改为绿电驱动的“微波”加热、则有可能实现净零碳金属镁生产。

还原罐结构上，横罐广泛应用但存在装/出料生产不连续、劳动强度大、难以自动化等问题；竖罐有利于提高生产效率和机械化、自动化程度，但面临着竖罐结构复杂、改造/建设/维修成本高等问题。综合考虑工艺装备现状，以及未来连续化、自动化发展趋势，新型斜罐还原工艺也许是一种新的选择。


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05

南京理工大学解立峰：

镁粉遇湿反应危险性

重力作用会导致单层堆积镁屑的下部水份较多，上部水份较少。上部分镁屑无法与水形成一个有效的反应体，下部水分较多，降低整个体系的反应速率，造成三个参数相对低。当镁屑堆积层数增加时，能减小上述水份在堆积镁屑中上部和下部之间分布不均匀所带来的影响。

在存放、处理潮湿镁屑等类似活泼型金属粉尘时。不仅要认识到有粉尘爆炸风险，更要认识到有气体爆炸风险。因为氢气的爆炸敏感性相比于镁屑粉尘的爆炸敏感性更强，潮湿镁屑衍生出气气发生的爆炸更应该引起重视。因此，在生产过程中要尽量减少小尺寸镁屑的产生，同时还要尽量避免在高温环境、多层堆放以及湿度为29%-44%条件下存储镁屑。并且在存储镁屑时要采取抑制氢气爆炸的措施。


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06

西安交通大学单智伟：

原镁高纯化和高品质镁合金

如何解决高品质原镁冶炼技术问题，消除市场上原镁杂质含量多、波动大占主导地位的现象，这是推动镁产业健康发展的当务之急和必要基础。世界上95%的原镁生产是通过硅热法进行提取，因为其冶炼技术门槛相对较低，原料丰富易取。但长期以来，研究领域认为硅热法自身的固有属性，会导致无法规模化生产出高纯度的原镁。

研究团队基于长期在高纯镁制备技术领域的不懈探索、研发和投入，发明了“含杂气化、梯度冷凝、吸附过滤、净密结晶”的高品质镁制备新技术路线。现已实现百克级5N7 级高纯镁的制备及30kg 级 4N5 级高纯、净密结晶镁锭的制备，同时在不显著影响产量、炉前表现的情况下，在工厂可实现千吨/年3N5A 级高品质镁的稳产、量产。


院士专家、高校学者作为知识的创造者和传承者，通过科研创新输出了大量前沿知识成果，为产业发展提供了重要支撑，本届镁业大会大咖专家云集也凸显了产学研的合力创新局面，元镁体平台将多方面汇集上述专家科研方向最新成果，在后续的推文中专题解读，敬请期待。



来源:综合整理


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