新型超高强变形镁合金材料的研究开发与应用

镁基复合材料制备技术、性能及应用发展概况摘要：镁基复合材料因其轻量化和高性能而成为当今高新技术领域中最富竞争力和最有希望采用的复合材料之一。

大致笔述了常用镁基复合材料研究概况、制备技术、性能及应用前景。

关键词：镁基复合材料制备技术性能应用Fabrication，Properties and Application of M agnesium—matrix CompositesDONG Qun CHEN Liqing ZHAO Mingjiu BI Jing(Institute of Metal Research，Chinese Academy of Sciences，Shenyang 110016，China)Abstract Magnesium—matrix composites with lightweight and high performance are becoming one of themost competitive and promising candidates in the applications of high—tech fields．An overview is made on the fabri—ating techniques，mechanical properties and applications for the typical magnesium—matrix composites，and theresearch trend is proposedKey words magnesium matrix composite，fabrication，properties，application. 0引言：镁基复合材料是继铝基复合材料之后又一具有竞争力的轻金属基复合材料【E1】，主要特点是密度低、比强度和比刚度高，同时还具有良好的耐磨性、耐高温性、耐冲击性、优良的减震性能及良好的尺寸稳定性和铸造性能等；此外，还具有电磁屏蔽和储氢特性等，是一类优秀的结构与功能材料，也是当今高新技术领域中最有希望采用的复合材料之一；在航空航天、军工产品制造、汽车以及电子封装等领域中具有巨大的应用前景。

镁基复合材料的应用及发展镁基复合材料是一种由镁合金基体和其他增强材料组成的复合材料。

镁合金具有低密度、高比强度和良好的机械性能等优点，但其在高温和腐蚀环境下的性能较差。

通过将其他增强材料与镁合金基体结合，可以改善镁合金的性能，并拓展其应用领域。

以下将详细介绍镁基复合材料的应用及发展。

一、航空航天领域镁基复合材料在航空航天领域有着广泛的应用。

由于镁合金具有低密度和高比强度，可以减轻飞机和航天器的重量，提高其燃油效率和载荷能力。

同时，镁基复合材料还具有良好的耐腐蚀性能，可以在恶劣的环境下使用。

目前，镁基复合材料已经成功应用于飞机结构、发动机零部件、导弹和航天器等领域。

二、汽车工业镁基复合材料在汽车工业中也有着广泛的应用前景。

由于镁合金具有低密度和良好的机械性能，可以减轻汽车的重量，提高燃油效率和行驶性能。

此外，镁基复合材料还具有良好的吸能性能，可以提高汽车的碰撞安全性。

目前，一些汽车制造商已经开始使用镁基复合材料制造车身和零部件，以实现轻量化和节能减排的目标。

三、电子领域镁基复合材料在电子领域也有着广泛的应用。

由于镁合金具有良好的导电性能和热传导性能，可以用于制造电子器件和散热器等。

此外，镁基复合材料还具有良好的抗电磁干扰性能，可以提高电子设备的稳定性和可靠性。

目前，一些电子产品中已经开始使用镁基复合材料，如手机、平板电脑和电视等。

四、医疗领域镁基复合材料在医疗领域也有着潜在的应用价值。

由于镁合金具有良好的生物相容性和生物降解性，可以用于制造骨科植入物和修复器械等。

此外，镁基复合材料还具有良好的抗菌性能，可以预防感染和促进伤口愈合。

目前，一些医疗器械制造商已经开始研发和应用镁基复合材料，以提高医疗器械的性能和安全性。

随着科学技术的不断进步，镁基复合材料的应用领域还将不断拓展。

未来，随着材料制备技术的改进和材料性能的提高，镁基复合材料有望在更多领域发挥重要作用。

同时，还需要进一步研究镁基复合材料的制备工艺、性能测试和应用评价等方面的问题，以推动其在实际应用中的发展。

镁合金是什么材料
镁合金是一种由镁和其他金属共同组成的材料，有着很广泛的应用领域。

镁合金具有轻质、高强度、耐腐蚀、导热性能好等优点，因此在航空航天、汽车制造、电子设备等领域得到广泛应用。

镁合金具有很低的密度，通常只有铝的2/3，而且有很高的强度。

这使得镁合金成为制造轻量化产品的理想选择，尤其在航空航天和汽车制造领域。

在航空航天领域，使用镁合金可以减轻飞机的重量，提高燃油效率。

在汽车制造领域，使用镁合金可以减少车身重量，提高汽车的操控性和燃油经济性。

此外，镁合金还具有良好的导热性能和耐腐蚀性。

导热性能好使得镁合金在电子设备的散热模块和电池包等领域得到广泛应用。

耐腐蚀性好使得镁合金可以在恶劣的环境中使用，比如海水和化学腐蚀气体的环境下。

然而，镁合金也存在一些问题。

首先，镁合金比较容易燃烧，所以在使用和加工过程中需要注意防火措施。

其次，镁合金在常温下容易发生腐蚀和氧化，需要做好表面防护措施。

此外，镁合金的生产成本相对较高。

总的来说，镁合金是一种具有轻质、高强度、耐腐蚀和导热性能好等优点的材料。

随着科技的发展，镁合金在航空航天、汽车制造和电子设备等领域的应用将会越来越广泛。

然而，为了更好地发挥镁合金的优点，还需要解决其燃烧、腐蚀和氧化等问题，降低生产成本，提高工艺水平。

镁合金的发展现状及应用摘要镁及镁合金具有比强度、比刚度高，减震性、电磁屏蔽和抗辐射能力强，易切削加工，易回收等一系列优点，在汽车、电子、电器、交通、航空、航天和国防军事工业领域具有极其重要的应用价值和广阔的应用前景，是继钢铁和铝合金之后发展起来的第三类金属结构材料，并被称之为21世纪的绿色工程材料。

本文根据近年来国内外发表和公布的有关镁合金的文章和信息，介绍了镁合金的发展现状和应用。

关键词：镁，镁合金，发展现状，应用1镁及镁合金的发展简介镁是地球上排位第八的富有元素，其含量约占地壳重量的2％，镁同时也是海水中的第三富有元素，约占海水重量的0.13％。

镁有60多种矿产品，其中白云石(CaCO3·MgCO3)，菱镁矿(MgCO3)，氨氧镁石(Mg(0H)或MgO·H2O)，光卤石(MgC12·KCl·H2O)，橄榄石(Mg2Fe2SiO4)和蛇纹石(3MgO·2SiO2·2H2O)最具商业开采价值。

1808年英国的Sir Humphry Davy首先发明了用金属钾蒸汽还原氧化镁而制得金属镁的方法。

1863年法国的Deville和Caron发明了用钠还原无水氯化镁及氟化钙的混合物制镁，由此揭开了工业上大规模制造金属镁的序幕，并随着电解无水氯化镁制镁工艺的产生而得到了迅速发展。

1986年。

德国首先将镁合金用于飞机制造业。

美国的第一家镁生产厂由美国通用电器公司于1914年建立，并在二次世界大战期间由于镁燃烧弹的大量需求而得到迅速发展。

1944年世界镁合金的消耗量达到228,000吨，但战后又降低到每年10,000吨的水平。

直到1998年，随着镁的研究和应用水平的提高，其年消耗量才提高到360,000吨，此后以每年7％～9％的速度递增[1]。

我国自20世纪90年代初开始出口原金属镁，2001年出口量达到20万吨，占世界镁市场总需求量的40％以上[2]。

浅谈镁合金的应用领域和社会价值镁合金作为最轻的工程金属材料，被誉为“21世纪的绿色工程材料”，强度高、耐冲击、散热好、尺寸稳定和弹性模量大，承受冲击载荷能力比铝合金强。

镁合金的应用领域十分广泛，如交通运输、电子工业、军工等领域。

尤其在航空航天、轨道交通、电子产品、生物医用、自行车、建筑装饰等领域应用前景广阔，已经成为未来新型材料的发展方向之一。

镁合金应用领域航空航天从20世纪开始，镁合金就在航空航天领域得到应用。

镁合金可以大大改善飞行器的气体动力学性能并能明显减轻其结构重量，因此，许多部件用镁合金制作。

一般航空用镁合金主要是板材和挤压型材，少部分是铸件。

经过先进的加工技术处理过的镁合金，拥有着耐高温、耐腐蚀等超强属性，被广泛应用在飞机、发动机、导弹等关键部位的制作上。

随着镁合金生产技术的发展，性能会不断提高，应用范围也会不断扩大。

高速列车凭借着速度快、能耗低、环境舒适的设计特点，高铁在现代运输手段中占据着极其重要的位置。

为了保证这些方面特性的优化，列车轻量化是非常必要的技术，镁合金自然担起了这份重任。

目前，法国、日本、中国等多个国家的高铁，已经在大量使用镁合金制作零部件，成为了高速列车轻量化的关键材料。

汽车零件镁合金已被发达国家广泛用于汽车仪表板、座椅支架、变速箱壳体、方向操纵系统部件、发动机罩盖、车门、发动机缸体、框架等零部件上。

用镁合金制造汽车零部件，可以显著减轻车重，降低油耗，减少尾气排放量，提高零部件的集成度，提高汽车设计的灵活性等。

通常汽车自重每减轻10%，燃油效率可提高5.5%，废气排放相应减少。

随着技术的发展，镁合金在汽车领域的应用范围会更广。

电子产品镁合金具有优异的薄壁铸造性能，其压铸件的壁厚可达0.6~1.0mm，并保持一定的强度、刚度和抗撞能力，这非常有利于产品超薄、超轻和微型化的要求。

另外，镁合金还具有防震、抗磨损及可屏蔽电磁波的特殊功能。

三星新推出的Notebook 9（2018）系列笔记本电脑中使用镁合金，以后也将用于三星旗下的手机、可穿戴设备，将使这些设备更轻、更坚固。

超弹性合金材料的研究与开发在现代科技的发展中，材料科学一直扮演着重要的角色。

而超弹性合金作为一种先进的材料，其研究与开发已经引起了广泛的关注。

本文将探讨超弹性合金的概念、研究进展以及未来的发展前景。

超弹性合金，顾名思义，是指具备超弹性能力的金属合金材料。

其最显著的特点是在外力作用下能够发生巨大的形变，但恢复至初始状态后不会出现塑性残留变形。

这种特殊的弹性性质使得超弹性合金在诸多领域具有广泛的应用潜力。

超弹性合金的研究始于20世纪60年代，最初以镍钛合金为代表。

随着研究的深入，人们逐渐发现了超弹性材料的潜力，并开始探索更多的合金体系。

此后，针对镍钛合金进行的微观结构调控以及合金元素的改进，为超弹性合金的研究提供了新的思路。

目前，除了镍钛合金，铜锌铝合金、铜锡合金等也成为了超弹性合金的研究热点。

超弹性合金的研究进展不仅体现在材料合金体系的拓展，还包括对其性能的研究与优化。

为了实现更高的超弹性效应，科研人员尝试通过合金组分的调整以及热处理工艺的改进来提高材料的性能。

通过合金化添加、带状结构调控等手段，研究人员成功地实现了超过1 GPa的应力平台。

此外，一些独特的研究方法，如拉伸-实验方法、压力-实验方法等，也为超弹性合金的研究提供了新的角度。

超弹性合金的研究与开发仍面临一些挑战与机遇。

首先，合金体系的选择与合金化元素的调控仍然是一个复杂而关键的问题。

虽然一些体系已经有了较为明确的研究方向，但对于新型合金体系来说，仍需要大量的试验与实践来确定其可行性。

其次，合金的制备工艺以及优化也是超弹性合金研究的重要内容。

随着制备工艺技术的发展，研究人员能够将合金的微观结构调控至更精确的范围，从而得到理想的超弹性性能。

最后，超弹性合金的应用也是一个重要的问题。

尽管超弹性合金具备广泛的应用前景，但不同领域对材料性能的要求也不尽相同。

因此，如何将超弹性合金在各个领域中得到充分的应用，仍需要更多的研究与探索。

未来，超弹性合金材料的研究与开发将继续取得突破性进展。

铝合金、镁合金在航天器上的应用实例1引言我国航天事业的未来发展重点包括：载人航天空间站、高分辨率对地观测系统、深空探测、空间科学、在轨服务平台和激光通信卫星等。

这些航天器的特点是：长期在轨运行、体积和质量大幅增加、需要配置更多的载荷和燃料、承受更加复杂的空间环境，对形状精度及其保持能力要求更高。

为满足上述需求，航天器未来将朝着长寿命、大型化、高承载、轻量化、高尺寸稳定性，以及耐受复杂空间环境等方向发展。

[1]长寿命：空间站在轨密封寿命达10年，通信卫星在轨寿命要求12年-15年，星际探测器可能在轨道上飞行20年以上。

大型化：空间站大型舱体结构直径将超过4m，长度15m以上；卫星外包络直径4m以上；未来载人登月舱体外包络直径达到10m以上；另外，对于空间站、大型通信卫星等航天器，需配置大型可展结构，如大型太阳翼、天线等。

高承载：空间站结构承载能力将达25t；“十二五”期间，大型卫星结构承载能力9t，未来可能达15t；载人登月着陆器承载能力达30t以上。

轻量化：结构占航天器总质量的百分比下降到6%甚至更低。

高尺寸稳定性：要求航天器结构单向变形比达到0.1ppm/℃量级，以减小在空间交变热环境对载荷指向精度的影响。

[2]耐受复杂空间环境：如耐受月面-180℃-150℃的交变温度环境、其它行星表面环境，以及再入和行星进入热环境等。

而材料是形成航天器结构的基础，航天器结构的性能和可靠性在很大程度上取决于材料的性能。

为了降低航天器结构的重量、提高结构的刚度和强度，虽然可以在结构型式、尺寸等方面进行各种设计和改进，但最直接和最有效的途径是选择密度小而弹性模量和强度高的材料。

[3]铝合金材料的特点是密度低，有较高的比模量和比强度值；导热性和导电性良好；抗腐蚀性能好；制造工艺性能良好。

故其一直是航天器上最主要的结构材料之一。

镁合金材料具有比强度、比刚度高，阻尼性好等优点，是有效解决航天器轻量化需求的轻质金属材料。

镁合金是以镁为基础加入其他元素组成的合金。

其特点是：密度小（1.8g/cm3镁合金左右），强度高，弹性模量大，散热好，消震性好，承受冲击载荷能力比铝合金大，耐有机物和碱的腐蚀性能好。

主要合金元素有铝、锌、锰、铈、钍以及少量锆或镉等。

目前使用最广的是镁铝合金，其次是镁锰合金和镁锌锆合金。

主要用于航空、航天、运输、化工、火箭等工业部门。

在实用金属中是最轻的金属，镁的比重大约是铝的2/3，是铁的1/4。

它是实用金属中的最轻的金属，高强度、高刚性。

镁合金的应用1 镁合金材料在汽车工业中的应用和发展环境污染与资源紧张的日益加剧要求汽车满足轻量化与环保的要求，因此使用密度较小的镁合金已成为汽车材料未来发展的主要方向之一。

汽车用镁正以年均20% 的增长速度迅速发展，世界各大汽车公司都把已采用镁合金零件的数量作为自身产品技术领先的标志。

目前，汽车工业中镁合金用量较多的地区和国家主要是北美、欧洲、日本和韩国。

综合部分厂家的使用情况，目前镁合金材料主要用来制造的汽车零部件，见表1 所示。

随着材料加工技术与材料性能的不断优化，镁合金在汽车上的应用范围也将逐渐扩大：比如，虽然镁制底盘系统结构件刚刚开始应用，但北美汽车业界估计未来2 年内镁合金在底盘结构方面的应用将增加10 倍以上，而第42 届大众公司股东年会上，大众展出了世界上最经济的小车1L 车，车身空间框架均采用镁合金，比铝车身轻13kg，燃油泵壳、变速器壳、座椅框架等也是用镁合金制成，代表了未来汽车用镁合金的发展方向。

表1 镁合金在汽车零部件上的应用部件系统零部件名称车内构件仪表盘、座椅架、座位升降器、操纵台架、气囊外罩、转向盘、锁合装置罩、转向柱、转向柱支架、收音机壳、小工具箱门、车窗马达罩、刹车与离合器踏板托架、气动托架踏板等车体构件门框、尾板、车顶框、车顶板、IP横梁等发动机及传动系阀盖、凸轮盖、四轮驱动变速箱体、手动换挡变速器、离合器外壳活塞、进气管、机油盘、交流电机支架、变速器壳体、齿轮箱壳体、油过滤器接头、马达罩盖、汽缸头盖、分配盘支架、油泵壳、油箱、滤油气支架、左侧半曲轴箱、右侧半曲轴箱、空机罩、统左抽气管、右抽气管等底轮毂、引擎托架、前后吊杆、尾盘支架盘2 镁合金材料在航空航天工业中的应用和发展航空材料减重带来的经济效益和性能的改善十分显著，商用飞机与汽车减重相同质量带来的燃油费用节省，前者是后者的近100 倍。

镁合金的应用镁合金是以镁为基加入其他元素组成的合金。

其特点是：密度小（1.8g/cm3镁合金左右），比强度高，比弹性模量大，散热好，消震性好，承受冲击载荷能力比铝合金大，耐有机物和碱的腐蚀性能好。

主要合金元素有铝、锌、锰、铈、钍以及少量锆或镉等。

目前使用最广的是镁铝合金，其次是镁锰合金和镁锌锆合金。

主要用于航空、航天、运输、化工、火箭等工业部门。

在实用金属中是最轻的金属，镁的比重大约是铝的2/3，是铁的1/4。

它是实用金属中的最轻的金属，高强度、高刚性。

镁合金的应用领域1、航空航天领域结构减重和结构承载与功能一体化是飞机机体结构材料发展的重要方向。

镁由于其低密度、高比强度的特性使得其很早就在航空工业上得到应用。

航空材料减重带来的经济效益和性能的改善十分显著，商用飞机与汽车减重相同重量带来的燃油费用节省，前者是后者的近100倍。

而战斗机的燃油费用节省又是商用飞机的近10倍，更重要的是其机动性能改善可以极大提高其战斗力和生存能力。

正因为如此，航空工业才会采取各种措施增加镁合金的用量。

2、军事领域镁合金重量轻、比强度和刚度好、减振性能好、电磁干扰屏蔽能力强等特点能满足军工产品对减重、吸噪、减震、防辐射的要求。

3、汽车领域镁合金用作汽车零部件通常表现为以下优点：1）提高燃油经济性综合标准，降低废气排放和燃油成本，据测算，汽车所用燃料的60%消耗于汽车自重，汽车每减重10%，耗油将减少8%-10%;2）重量减轻可以增加车辆的装载能力和有效载荷，同时还可改善刹车和加速性能;3）可以极大改善车辆的噪音、振动现象。

4、摩托车领域50多年来，经过不断的技术革新，镁合金在摩托车上的应用也不断在广度和深度上进行扩展，应用车型从赛车扩展到运动型摩托、轻便型摩托、概念型摩托，覆盖欧美日十几种主要摩托车品牌，镁合金应用部件涵盖动力系统，传动系统以及各种摩托车附件四十余种，其中仅英国的Dymay轮毂就应用多达400种车型。

国内摩托车镁合金的应用尚属空白，重庆隆鑫率先试制出型号为LXl50的“镁合金绿色概念摩托车”，在国内引起了广泛的关注，所采用的12个零部件如今已有3个实现了规模化生产。

AZ31变形镁合金挤压成形工艺研究摘要：选择AZ31 变形镁合金，设计了实心棒材、矩形和圆形截面薄壁空心型材试样，对坯料加热、模具预热、润滑剂、挤压比、挤压速度及挤压力等工艺问题与工艺参数，进行了系统的试验研究，总结了成形规律和确定工艺参数的方法，对生产应用将起到重要的参考作用。

关键词：AZ31 镁合金挤压成形工艺研究目前，国内的变形镁合金有MB1、MB2(Az31)、MB3、MB5、MB6、MB7、MB8、MB11、MB14和MB15 等。

变形镁合金的塑性变形，主要有模锻、挤压、轧制等方法，其中，挤压是最基本的方法，它不仅是获得作为进一步加工零件的棒材的方法，也是将棒材成形为零件和复杂型材的方法。

作者选择AZ31 变形镁合金为原材料，设计了实心棒材、矩形和圆形截面薄壁空心型材试样，对挤压过程及工艺参数进行了系统试验研究。

研究内容及结果论述如下。

1. 挤压前坯料的加热1.1 加热温度镁具有密排六方晶格，室温下只有基面{0 0 0 1}产生滑移，因此镁及镁合金在常温下进行塑性成形很难；加热至200℃以上时，第一类角锥面{1 0 1 1}产生滑移，塑性得到较大的提高；225℃以上时第二类角锥面{1 0 1 2}也可能产生滑移，塑性进一步提高。

因此镁合金宜在200℃以上成形。

镁合金状态图是确定镁合金挤压温度的首要依据。

从镁合金状态图中可以得到某种镁合金的熔化温度和合金中有第二相析出时温度。

于是可以得到挤压温度范围在这两个温度范围内，但这只是一个粗略的温度范围。

为了比较准确的确定该种镁合金的挤压温度范围，需要对这种镁合金的塑性图和变形抗力图以及再结晶图加以分析研究。

从镁合金的塑性图可以得到在某个温度范围内其塑性最高。

于是坯料的加热温度范围可以选择在这个温度范围之内。

Mg-Al-Zn 合金状态图是确定镁合金挤压温度的首要依据。

AZ31 的熔化温度是603℃。

2、从230℃开始，合金中有第二相析出。

因此，AZ31 的挤压温度范围一定在230～603℃范围内。

镁合金的种类及其用途镁合金是一种由镁为主要成分的合金材料，具有轻质、高强度和良好的耐腐蚀性能。

根据不同的配方和加工工艺，镁合金可以分为多种类型，并广泛应用于各个领域。

1. 镁铝合金（Mg-Al alloy）镁铝合金是一种常见的镁合金，主要由镁和铝两种元素组成。

它具有较高的强度和硬度，同时保持了良好的耐腐蚀性能。

这种合金常用于航空航天、汽车工业和电子设备等领域。

在航空航天领域，镁铝合金可以用于制造飞机和火箭的结构件，如机身、发动机外壳等。

在汽车工业中，镁铝合金可以用于制造车身结构件，如车门、引擎罩等，以提高汽车的燃油经济性和减轻车身重量。

此外，镁铝合金还可以用于制造电子设备的外壳和散热器，以提高设备的散热性能和耐用性。

2. 镁锌合金（Mg-Zn alloy）镁锌合金是另一种常见的镁合金，主要由镁和锌两种元素组成。

它具有较高的强度和耐蚀性，同时具有良好的可塑性和可加工性。

镁锌合金常用于船舶制造、建筑和电子设备等领域。

在船舶制造领域，镁锌合金可以用于制造船体结构件，如船体壳板和桅杆等，以提高船舶的耐腐蚀性和减轻船体重量。

在建筑领域，镁锌合金可以用于制造建筑材料，如屋顶板和墙板等，以提高建筑物的防火性能和耐用性。

此外，镁锌合金还可以用于制造电子设备的外壳和连接器，以提高设备的抗干扰能力和可靠性。

3. 镁铌合金（Mg-Nb alloy）镁铌合金是一种高强度的镁合金，主要由镁和铌两种元素组成。

它具有优异的机械性能和耐高温性能，常用于航空航天和核工业等领域。

在航空航天领域，镁铌合金可以用于制造航天器的发动机零部件和结构件，如涡轮叶片和推进器等，以提高发动机的工作效率和可靠性。

在核工业领域，镁铌合金可以用于制造核反应堆的结构材料，如反应堆压力容器和燃料元件等，以提高核能利用效率和安全性。

4. 镁锆合金（Mg-Zr alloy）镁锆合金是一种具有良好耐蚀性和高强度的镁合金，主要由镁和锆两种元素组成。

它常用于船舶制造、化工和海洋工程等领域。

镁及镁合金的研究现状与进展张高会　张平则　潘俊德(太原理工大学表面工程研究所,太原　030024)摘　要:文献综述了镁及镁合金的性能特性,镁合金的合金系列,国内外镁合金的研究现状,镁合金表面处理的各种方法以及镁合金在航空航天、汽车工业、电子工业及民用各个领域的广泛应用,展望了镁合金的应用前景。

关键词:镁　镁合金　表面处理R esearch and Developments of Magnesium and Magnesium AlloysZHANG G aohui　ZHANG Pingze　PAN Junde(R esearch Insistute of Surface E ngineering of T aiyu an U niversityof T echnology,T aiyu an　030024)Abstract:The properties of m agnesi um and its alloy,a series of m agnesi um alloy and the recent progress i n our count ry and abroad have been respectively sum m arized i n this article.Besi des those,a variety of surf ace t reat ment methods of m agnesi um alloy and the w i de applications i n the f iel ds ofaviation,automobile and elect ronic i ndust ries were also i ncl uded.In the end the development pros2 pect were viewed.K ey w ords:m agnesi um,m agnesi um alloys,surf ace t reat ment 随着21世纪的到来,保护环境,实现可持续发展,已经成为世界各个国家共同关心的问题。

镁合金的特点和主要用途镁合金是由镁和其他金属或非金属元素以一定比例混合合金化而成的材料。

镁合金具有以下特点：1. 重量轻：镁合金的密度较低，约为铝的2/3，钢的1/4，因此具有很好的轻量化效果。

在航空航天、汽车、摩托车等领域有广泛应用，能够减轻重量，提高燃油效率。

2. 强度高：镁合金虽然密度低，但强度仍然可以达到一定的水平。

与其他金属材料相比，镁合金的比强度较高，具有较好的刚性和耐冲击性，适用于制造高强度要求的零部件。

3. 耐腐蚀性好：镁合金具有较好的耐腐蚀性，能够抵御大气、水和许多化学介质的侵蚀。

在海洋工程、航空航天等领域中，常用镁合金制造耐腐蚀性要求较高的零部件。

4. 导热性好：镁合金具有良好的导热性能，能够迅速传导热量，使其在高温条件下具有较好的耐热性能。

因此，在航空发动机、汽车发动机等高温工作环境下有广泛应用。

5. 加工性能好：镁合金具有良好的可塑性和可加工性，易于加工成各种形状和尺寸的零部件。

能够通过压铸、锻造、挤压等方法制造出复杂形状的零部件。

镁合金的主要用途如下：1. 航空航天领域：镁合金具有轻量、高强度、耐腐蚀等特点，被广泛应用于航空航天领域。

用于制造飞机、航天器的结构件、发动机零部件、航空仪表等。

2. 汽车行业：镁合金可以用于汽车制造中的多个部位，如发动机、底盘、车身等。

由于镁合金的重量轻，可以减少汽车整体重量，提高燃油经济性和行驶性能。

3. 电子产品：由于镁合金具有良好的导电性能和散热性能，常用于制造电子产品的外壳、散热片等部件。

例如笔记本电脑、平板电脑、手机等。

4. 医疗器械：镁合金具有生物相容性好的特点，不会引起过敏反应或毒性反应，因此被广泛应用于医疗器械制造中。

如人工骨骼、植入物等。

5. 运动器材：镁合金由于具有轻量、高强度等特点，被广泛应用于制造运动器材，如自行车、高尔夫球杆、滑板等。

可以提高运动器材的性能，并减轻运动员的负担。

镁合金具有重量轻、强度高、耐腐蚀性好、导热性好、加工性能好等特点，被广泛应用于航空航天、汽车、电子产品、医疗器械、运动器材等领域。

可降解镁合金的结构性能和应用的研究进展与创新思路1.4 镁合金的生物腐蚀行为镁是许多酶的共同元素，能稳定 DNA、RNA 的结构。

镁在细胞外液中的含量为 0.7mmol/L-1.05mmol/L，以使肾和肠保持动态平衡[4, 39]。

当血清中的镁含量超过 1.05mmol/L 时可以导致肌肉麻痹、低血压和呼吸困难[40]。

当血清中镁含量高到 6-7mmol/L 时，心脏活动受到抑制[39-41]。

因此，近年来镁合金生物医用研究的很重要一方面就是提高镁合金耐体液腐蚀性能，以降低其离子溶出速度，从而保持在合理的浓度范围内。

而想要提高镁合金耐蚀性能，首先需要深刻理解镁合金的腐蚀特点。

大量研究证实，镁合金的腐蚀形式主要是点蚀[42]，它是一种典型的局部腐蚀，腐蚀过程不仅与相组成、夹杂及表面状态等材料因素有关，而且与许多环境因素密切相关。

常用的模拟体液主要有0.9wt.%生理盐水、Hank's溶液和Ringer's溶液等。

根据试验环境可将研究方法分为体内腐蚀法和体外腐蚀法。

1.4.1 体外腐蚀行为目前对镁合金的体外腐蚀行为研究还很有限，对镁合金在模拟体液中腐蚀的研究主要通过电化学腐蚀实验，浸泡腐蚀实验两种形式。

而对镁合金腐蚀机理的研究，还经常借助于SEM，EDS，XPS 和AES 等。

1.4.1.1 镁合金的腐蚀机理镁在模拟液中的极化行为与在一般 NaCl 水溶液中相似。

电化学阻抗谱测试结果表明, 镁在模拟液中的一些具体反应对腐蚀的贡献可能比在 NaCl 溶液中的小[43]。

金属镁十分活泼，在水溶液中会发生下列反应[44]：2Mg→2Mg++2e (阳极反应) (1-1)2H++2e→H2(阴极反应) (1-2)2Mg+2H2O→2Mg++2OH-+H2(化学反应) (1-3)Mg+H++H2O→Mg2++OH-+ H2(总反应) (1-4)而在含有氯离子的溶液中，表面的 Mg(OH)2会被氯离子侵蚀而发生如下反应[44]：Mg(OH)2+2Cl-→MgCl2+2OH-(1-5)但是由于真实体液较为复杂，不能将其简单的看成含氯离子的溶液，也应考虑磷酸盐，碳酸盐等其他盐类对腐蚀的影响。

镁合金塑性变形机制及动态再结晶研究进展李立云;曲周德【摘要】This paper reviews the mechanism of plastic deformation in magnesium and its alloy at room temperature and dy-namic recrystallization behavior at high temperature, summarizes the research development of the plastic deformation mecha-nism of magnesium alloy and dynamic recrystallization. The results show that the process parameters, processing technology and alloy elements can affect the plastic forming process of magnesium alloy, twin can effectively promote the basal slip;as an important mechanism of grain refinement mechanism, the dynamic recrystallization can effectively start the prism surface of grain boundary sliding, thus to improve the plasticity of magnesium alloy. It points out that it is the important development di-rection of magnesium alloy to optimize the process parameters, research and develop the new technology, refine the grain size.%综述镁及镁合金在室温下塑性变形机制和高温下动态再结晶行为,总结镁合金塑性变形机制和动态再结晶的研究进展. 结果表明:工艺参数、加工工艺、合金元素等均能影响镁合金的塑性成形过程,孪生能有效促进非基面滑移,动态再结晶作为一种重要的晶粒细化机制能有效启动晶界处的棱柱面滑移,提高镁合金的塑性. 指出优化工艺参数,研发新型工艺,细化晶粒尺寸是变形镁合金发展的重要方向.【期刊名称】《机械研究与应用》【年(卷),期】2015(028)006【总页数】3页(P197-199)【关键词】镁合金;塑性变形机制;动态再结晶【作者】李立云;曲周德【作者单位】天津职业技术师范大学天津市高速切削与精密加工重点实验室,天津300222;天津职业技术师范大学天津市高速切削与精密加工重点实验室,天津300222【正文语种】中文【中图分类】TG146.20 引言镁合金以其低密度、高比强度和比刚度、良好的减震性和导热性、绝佳的电磁屏蔽性、易切削、易回收等优点，被誉为“21世纪绿色工程结构材料”［2］。