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镁科研

最有“发展前景”的结构材料——镁合金

发布时间：2023-09-27 作者：综合管理部

随着社会的发展，资源和能源的逐渐枯竭已成为一个极为关注的问题。为了减少资源的使用、减轻材料的重量以及研发更节能、更环保、更高强度的材料，我们必须采取切实可行的措施。作为拥有丰富镁资源的国家之一，中国在矿石、海水及盐湖卤水中都蕴藏着大量的镁资源，其中青海的各类盐湖更是拥有全国最大存储量的镁资源。然而，矿石镁资源属于不可再生的资源，过度开采不仅导致资源的日益枯竭，还会严重破坏生态环境，这与绿色低碳环保的理念完全不符。相反，青海盐湖富含的镁资源则属于可再生资源，因此可以被开发和生产各种镁产品。利用这种可再生资源制作出各种镁制品，不仅可以满足人们对材料的需求，还可以保护自然环境，实现可持续发展。

镁作为地球上已知的最轻的结构金属，其密度为1.74g/cm3，比铝轻33%，比钢轻77%，作为结构材料具有巨大的应用潜能。镁合金是以镁为基加入其他元素组成的合金，其有着优异的物理与化学性能，如低的密度、良好的阻尼性能以及大的储氢容量等，在航空航天、电子3C、生物医学和能源领域等方面被广泛的利用。

在航空航天领域方面，镁合金作为“21世纪绿色工程材料”具有高的比强度和比刚度、良好的尺寸稳定性、导热导电性、抗振能力以及铸造、切削加工性能和易回收利用的特点。因此，镁合金在飞机、导弹、飞船和卫星等航空设备中被广泛用作重要构件材料。随着科技水平的不断进步，航空航天领域对镁合金的需求越来越大。

在电子3C领域方面，现代电子技术的发展对电子器件用结构材料及部件的性能提出了越来越高的要求。为了满足电子器件轻、薄、小型化的发展方向，要求壳体材料具有低密度、高强度和刚度高、抗冲击和减振性好、电磁屏蔽能力强、散热性能好等特点。传统塑料和铝材已难以满足这些要求，而镁及其合金则成为制造电子器件壳体的理想材料，具有广阔的应用前景。近年来，镁合金在电子器材中的应用正以25%的年增长率快速发展。

在生物医学领域方面，镁与人的骨密度相近。镁的断裂韧性比陶瓷生物材料羟基磷灰石高，弹性模量约为41~45 GPa，更接近于人骨的弹性模量。因此，镁合金可以有效缓解应力遮挡效应，促进骨的生长和愈合并防止二次骨折的发生。医用镁合金的研究始于上世纪初，早在1907年，人们就使用镁合金来固定骨折的小腿。医用镁合金具有良好的生物相容性、机械强度和综合力学性能优于其他材料，被称为新一代生物可降解医用材料。生物镁合金因可控的腐蚀速率，在心血管植入和骨修复上有很好的应用前景。

总之，基于其优异的物理化学性能和应用潜力，镁合金被誉为最有“发展前景”的结构材料之一。通过合理利用丰富的镁资源，开发和生产各种镁制品将有助于实现资源的节约和环境的保护，推动可持续发展的进程。


来源： 三门峡市有色金属与新材料科技科


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