基于文献计量学的镁及镁合金材料领域研究进展

镁合金作为最有潜力的轻量化节能材料和储能材料,其研究发展对中国双碳战略意义重大。本文基于文献计量学系统分析了2019~2023年发表的镁及镁合金相关论文(Web of Science核心合集数据库),分析探讨了镁及镁合金领域热点研究方向。分析表明,在结构镁合金方面,微观组织、力学性能和腐蚀与防护仍是主要研究热点。生物镁材料、镁离子电池和镁基储氢材料正在受到广泛关注。基于目前镁基节能材料和储能材料发展现状,对未来研究重点进行展望。

国家镁合金材料工程技术研究中心

国家镁合金材料工程技术研究中心（简称国家镁中心）经科技部于2007年批准组建.该中心以重庆大学为依托单位,成员单位包括重庆市科学技术研究院、重庆博奥镁铝有限公司、重庆盛镁镁业有限公司、重庆镁业科技股份有限公司、长安汽车（集团）有限责任公司、山西闻喜银光镁业集团、西南技术工程研究所、重庆理工大学等,其前身为重庆市镁合金工程技术研究中心.

镁合金表面化学转化涂层研究进展

作为最具潜力的轻量化材料,镁及镁合金具有密度低、比强度高、生物相容性好、电磁屏蔽强等优点,在生物医学、电子器件乃至建筑工程领域都受到了广泛关注。然而,镁在某些使用场景中容易发生腐蚀,因此找到最合适的使用场景以及在使用场景下提供足够的保护是镁及镁合金的重要研究课题。通过表面处理技术在基体上制备保护涂层是提高镁及镁合金耐蚀性的有效方法。现有的表面处理技术有很多种,如气相沉积技术、阳极氧化、电镀和化学镀、激光束改性技术、离子注入、化学转化技术等。其中化学转化技术具有成本低、制备简单、处理效率高等优点且不需要复杂昂贵的设备,对样品几何形状也没有限制。本文基于近年来国内外化学转化涂层的发展,综述了镁合金在生物医用、电子器件以及建筑工程领域化学转化涂层的研究现状,并对不同领域化学转化涂层的发展进行了展望。

镁化焙烧钒渣中钒的酸浸动力学研究

为了促进钒渣镁化焙烧−酸浸提钒法的工业应用,研究钒渣镁化焙烧熟料中钒的酸浸出动力学。结合XRD、XPS和SEM,揭示在浸出初期的10 min内,MgSiO_(3)和大部分钒酸盐急剧地消耗酸,形成SiO2和V(V)的氧钒根离子。通过研究钒浸出效率随浸出时间的变化,建立钒浸出的动力学模型。结果表明,浸出过程分为两个不同的阶段,且两个阶段的动力学均遵循收缩核模型。0~10 min的浸出速率由固体产物层扩散和化学反应共同控制,而10~30 min的浸出速率仅由化学反应控制。因此,浸出初始10 min内加速传质很关键,而后续20 min内精确控温至关重要。

镁合金防腐蚀技术的研究现状及未来发展方向

镁合金由于具有优良的性能而在电子、汽车和航空航天工业得到广泛应用,但其较差的耐腐蚀性能又使其应用受到限制,因此可通过净化合金成分、改变微观结构和采用适当的表面处理方法来改善镁合金的耐腐蚀性能。主要介绍了当前镁合金防腐蚀技术的国内外研究现状,对这些技术进行了评价并指出镁合金各种表面处理技术的优缺点及其未来发展方向。

镁合金结构材料应用现状与展望

镁合金密度仅为铝合金的2/3,钢铁的1/4,因此镁合金零部件的大规模应用有助于轻量化和节能减排。在碳达峰、碳中和背景下,镁材料的发展应用潜力巨大。文章分析了国内外镁合金的产业现状及其加工技术,重点综述了镁合金作为结构材料在汽车、轨道交通、自行车、3C(计算机、通信和消费电子产品)、航空航天、国防工业等领域的发展与应用情况,梳理了目前镁产业存在的主要问题,最后对镁合金结构材料的未来发展进行了展望。

镁及镁合金功能材料的研究进展

镁及镁合金质轻、比强度、比刚度高,在交通运输、航空航天等行业有着广泛的应用。随着对镁合金研究的深入,镁合金越来越多的性能被开发和利用。本文综述了镁及镁合金作为阻尼材料、导热材料、电磁屏蔽材料、生物医用材料、储氢材料和电池材料的优缺点及研究现状,并阐述了改善和提高各种性能的方法,讨论了未来的主要研究方向。

异构镁制备及强韧化机理的研究现状

镁合金以及镁基复合材料强度和塑性通常存在矛盾关系,在基体中引入异质结构是解决该矛盾的新方法。近年来,异构镁合金和异构镁基复合材料的制备以及强韧化机理的研究受到广泛关注。本文从异构镁合金以及异构镁基复合材料的常见种类、制备工艺、强韧化机理分析的角度进行了综述,总结了异质结构镁的研究现状并对其进行了展望。

高性能变形镁合金SPD挤压技术的研究进展

近年来变形镁合金得到了广泛的研究和应用,大变形(Serve Plastic Deformation)技术为新型高性能变形镁合金提供合格的挤压料。介绍了镁合金的大塑性变形挤压的最新工艺,如等通道挤压、往复挤压、S形等径侧向挤压、大比率挤压等的基本原理、特点和应用,剖析了三种可能的晶粒细化机制,如再结晶细化、孪生细化和剪切带细化;指出了当前镁合金SPD挤压技术存在的问题及今后的发展方向。

铝、镁合金材料在汽车工业中的应用

介绍了铝、镁合金材料在汽车零部件上的轻量化应用和优势性能,重点介绍汽车铝、镁合金材料零部件各种先进的制造技术,指出其工艺的优缺点并展望了其技术研究的方向,最后对铝、镁合金材料在汽车工业上的应用前景做了全面分析。

镁合金表面功能涂层制备与界面表征技术的研究进展

随着低碳经济的发展,汽车轻量化的呼声愈来愈高。镁合金作为最有前景的轻量化材料之一,其表面防腐功能涂层的研究已经越来越受到人们的重视。简要介绍了物理方法和化学方法制备镁基表面防腐功能涂层的工艺技术特点,重点讨论了衡量涂层质量的现行标准以及现有的各种测量界面结合强度的方法,特别是界面应变能释放率定量分析的方法,文中结合自己的实验结果进行了分析。

高性能镁合金激光制造技术研究现状及展望

镁合金作为一种“绿色轻质金属结构材料”,已成为实现轻量化、复杂化、个性化结构制造的必要选择。为满足高端装备对构件高性能的要求,打破传统制造技术的壁垒,柔性度高、清洁度高、精度高的激光制造技术逐渐被采用,以实现结构复杂化及个性化制造。其中,镁合金的激光切割、焊接、表面改性及增材制造是当前激光制造技术发展的主要方向。为此,分别阐述了不同激光制造技术的基本原理、研究焦点和相关研究进展,从材料、工艺、结构、机理等维度,对镁合金激光制造技术的发展进行了总结,并提出以“减形增性”为目标,实时监测等多尺度手段复合的展望。

高性能变形镁合金连续铸造技术研究进展

近年来变形镁合金得到了广泛的研究和应用,连续铸造技术为新型变形镁合金提供合格的铸坯。在传统的连续铸造的基础上介绍了镁合金连续铸造的最新研究进展,包括镁合金电磁连续铸造、镁合金双辊连续铸轧、连铸设备自动化远程控制以及连铸坯存在的缺陷等。指出了连续铸造工艺存在的问题和挑战,以及镁合金连续铸造技术的未来发展方向,提出了解决办法。

镁合金新材料及制备加工新技术发展与应用

镁合金是国际公认的最有潜力的轻量化材料之一,被誉为“21世纪绿色工程金属”,其突出的结构减重效果有望解决我国关键装备和重大工程中迫切的轻量化问题。本文综述了近年来镁合金新材料的发展、镁合金制备加工新技术进展以及镁合金的应用发展现状,对当前镁合金领域存在的缺点进行了总结,并对镁合金未来发展重点及主要任务进行了展望。

高强镁合金的研究进展

综述了国内外高强镁合金的最新研发现状,分析了高强镁合金的强化机理,简单介绍了高强镁合金的新型制备技术及其在工业中的应用,探讨了高强镁合金强化中存在的问题,最后,展望了高性能镁合金的发展趋势。

镁合金热处理的研究现状及发展趋势

热处理对镁合金的影响已受到广泛关注。综述了当今国内外现有的镁合金热处理的方法(如退火、固溶、时效、形变热处理、氢化处理、表面热处理等)以及特点,阐述了热处理工艺对镁合金显微组织、力学性能、腐蚀性能的影响,最后展望了镁合金热处理的发展方向。

AZ系镁合金研究现状

介绍了在AZ系镁合金中添加常见稀土元素(RE)的工艺,并对其超塑性、表面处理技术以及板材成形技术等的研究现状进行了综述。最后就该合金的发展前景进行了展望,认为镁合金在今后工程实践中将发挥更加重要的作用。

稀土元素对镁合金力学性能影响的研究进展

介绍了稀土元素的种类、特点及与镁基固溶体共存的化合物相,概述了稀土元素对镁合金的净化及细化净化晶粒的作用,通过Mg-Al-RE、Mg-Zn-RE、Mg-Li-RE等合金系列分析了稀土元素对镁合金力学性能的影响,综述了稀土元素对镁合金力学性能的研究及开发进展,展望了稀土元素在镁合金中的应用前景。

镁及其合金的电磁屏蔽性能研究

采用同轴线法研究了纯镁及常见镁合金的电磁屏蔽性能,比较了纯镁、不同系列镁合金与其他金属电磁屏蔽性能的差别。结果表明:纯镁具有良好的电磁屏蔽性能,合金化后,根据合金元素的不同,屏蔽性能有所改变,其中AZ系镁合金具有最高的屏蔽效能。同时讨论了不同材料电磁屏蔽性能差异的原因以及厚度、电导率对电磁屏蔽性能的影响。

阻尼镁合金的研究现状与发展趋势

阐明了镁合金的阻尼机理及应变振幅、频率、温度对镁合金阻尼性能的影响。综述了当前改善镁合金阻尼性能的主要方法,如添加合金元素、控制变形工艺、热处理、控制晶粒尺寸和取向、添加增强相。指出通过添加新的增强相和合金元素,引入位错阻尼之外新的阻尼产生机制,解决阻尼性能与力学性能的矛盾,将是未来高性能阻尼镁合金材料研究的重要方向,而且,产品外形结构设计与阻尼性能的关系也是值得关注的一个新研究方向。