镁基复合材料的性能及应用
镁基复合材料制备技术、性能及应用发展概况
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。
金属基复合材料应用举例
金属基复合材料应用举例金属基复合材料是指以金属为基体，添加一种或多种增强相（如纤维、颗粒、片材等）来改善金属材料的性能和功能的一类材料。
金属基复合材料具有高强度、高韧性、高温稳定性等优点，因此在航空航天、汽车、船舶、电子等领域得到广泛应用。
以下是十个金属基复合材料的应用举例：1. 铝基复合材料：铝基复合材料由铝基体和增强相（如陶瓷颗粒、碳纤维等）构成，具有低密度、高强度、耐磨损等特点。
在航空航天领域，铝基复合材料被用于制造飞机机身、航天器传动系统等部件。
2. 镁基复合材料：镁基复合材料具有低密度、高比强度和良好的导热性能，广泛应用于航空航天、汽车、电子等领域。
例如，在汽车行业中，镁基复合材料被用于制造车身结构和发动机零部件，可以减轻车重，提高燃油效率。
3. 钛基复合材料：钛基复合材料由钛基体和增强相（如陶瓷颗粒、纤维等）构成，具有高强度、低密度和良好的耐腐蚀性能。
在航空航天领域，钛基复合材料被用于制造飞机发动机叶片、航天器外壳等高温部件。
4. 镍基复合材料：镍基复合材料由镍基体和增强相（如陶瓷颗粒、纤维等）构成，具有高温强度和良好的耐腐蚀性能。
在航空航天领域，镍基复合材料被用于制造航空发动机涡轮叶片、燃烧室等高温部件。
5. 铜基复合材料：铜基复合材料由铜基体和增强相（如碳纤维、陶瓷颗粒等）构成，具有高导电性和高热导率。
在电子领域，铜基复合材料被用于制造高性能散热器、电子封装材料等。
6. 钨基复合材料：钨基复合材料由钨基体和增强相（如碳纤维、陶瓷颗粒等）构成，具有高密度、高熔点和高强度。
在核工业领域，钨基复合材料被用于制造核反应堆材料、高温组件等。
7. 铁基复合材料：铁基复合材料由铁基体和增强相（如碳纤维、陶瓷颗粒等）构成，具有高强度和良好的耐磨性。
在机械制造领域，铁基复合材料被用于制造高性能齿轮、轴承等零部件。
8. 锆基复合材料：锆基复合材料由锆基体和增强相（如陶瓷颗粒、纤维等）构成，具有高温稳定性和良好的耐腐蚀性能。
2024年镁基复合材料市场环境分析
2024年镁基复合材料市场环境分析1. 简介镁基复合材料是一种具有轻质、高强度和良好耐腐蚀性能的材料。
随着全球对可持续发展和环保材料的需求不断增加，镁基复合材料在各个应用领域中受到了广泛关注。
本文将对镁基复合材料市场环境进行分析，包括市场规模、市场发展趋势、竞争格局以及影响市场的主要因素等。
2. 市场规模目前，全球镁基复合材料市场规模逐年增长。
根据市场研究机构的数据显示，2019年全球镁基复合材料市场规模达到XX亿美元，预计到2025年有望达到XX亿美元。
这主要得益于镁基复合材料在汽车、航空航天、电子和能源等领域的广泛应用。
3. 市场发展趋势3.1 汽车行业的需求增长随着全球汽车行业对轻质材料的需求增加，镁基复合材料在汽车制造中得到更广泛的应用。
镁基复合材料的优势在于其轻质、高强度和良好的耐腐蚀性能，可以帮助减轻车辆重量、提高燃油效率和降低尾气排放。
3.2 航空航天行业的应用扩大航空航天行业对材料性能的要求非常高，镁基复合材料的轻质、高强度和耐高温性能使其成为航空航天领域的理想选择。
随着商业航天的发展和航空航天技术的提升，对镁基复合材料的需求将进一步增加。
3.3 电子行业的增长需求随着电子产品的迅速普及，对轻薄材料的需求也在增加。
镁基复合材料因其轻质、高强度和良好的导热性能在电子行业中得到广泛应用。
预计随着5G技术的快速发展和电子产品的更新换代，对镁基复合材料的需求将进一步增长。
4. 竞争格局目前，全球镁基复合材料市场竞争激烈，主要厂商包括ABC公司、XYZ公司等。
这些公司通过不断提高产品质量、降低成本和加强研发投入来增强竞争力。
此外，一些新进入市场的公司也加大了市场竞争力度，推动了市场的进一步发展。
5. 影响因素5.1 原材料供应镁基复合材料的生产需要依赖稀有金属镁等原材料，原材料的供应状况将直接影响镁基复合材料市场的发展。
随着原材料价格的波动和供应风险的增加，对原材料的稳定供应成为市场发展的主要挑战之一。
2023年镁基复合材料行业市场前景分析
2023年镁基复合材料行业市场前景分析随着环保意识的增强和新能源技术发展的促进，镁基复合材料作为一种轻量化、高强度、高耐腐蚀性的新材料，正在得到越来越多的应用和推广。
在以下几个方面，镁基复合材料有着广阔的市场前景。
一、汽车制造汽车制造是镁基复合材料的主要应用领域之一。
随着汽车行业的不断发展，对于轻量化、强度和刚性等性能的要求越来越高。
而镁合金是一种轻质高强度的材料，因此，镁基复合材料在汽车制造中应用广泛，特别是在车身结构和底盘等部位。
如丰田、本田等汽车厂商已经开始使用镁基复合材料制造汽车的隔热板、底板和车身结构等部件。
预计未来镁基复合材料在汽车制造的比例还会不断提高。
二、航空航天镁基复合材料在航空航天领域应用前景广阔。
因为它的质量轻，强度高，且比安全可靠，能够大幅降低飞机等空中器材重量，提高其载重能力和经济效益。
镁基复合材料不仅在飞机的外壳和结构中使用，而且在飞机发动机和涡轮机等部件中应用越来越广泛。
一些公司已经开始研究用镁基复合材料制造航空发动机的叶轮、叶片和燃烧器等。
而随着空间站建设和太空旅游的进一步发展，镁基复合材料还会在航天领域有着很大的应用前景。
三、电子、电器随着电子电器产品的不断发展，对于材料的重量和强度要求也越来越高。
而镁基复合材料具有良好的导热性和机械性能，可以在电子、电器产品的散热器、机箱和框架等部分中应用。
特别是在新能源汽车、电动自行车等领域，镁基复合材料也会得到广泛的应用。
综合来说，随着环保、节能和新能源技术的不断发展，镁基复合材料在汽车、航空航天和电子电器等领域的应用前景非常广阔。
因此，镁基复合材料行业具有很好的市场前景，是一种具有非常高潜力的新材料。
镁基复合材料的应用及发展
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。
镁基复合材料2分析
制备方法可以分为外加颗粒和内位原生颗粒法两种。
3 镁基复合材料结构
镁化合 物
纤维
基体
铸镁
镁合金
增强相
颗粒
晶须
❖ 常用的基体镁合金
镁基复合材料要求基体组织细小、均匀，基体合金使用 性能良好．
标准
Mg-Al合金（AZ31、AZ61、AZ91）
高强度 耐热 储氢
Mg-Zn-Cu合金（ZC17） Mg-Re-Zr合金 Mg-Ni合金
❖ 常用颗粒增强体 根据镁基复合材料的使用性能、基体镁合金的种类和成
❖ 优良的耐磨性
B4C和SiC颗粒增强镁基复合材料的耐磨性能
1500℃
脱碳
催化剂
SiC晶须成品
净化
分选
❖ 优良的力学性能
目前，对于颗粒增强金属基包括镁基复合材料的强化机制还没有一个统
一而完善的理论。
普遍认为，颗粒增强复合材料强化机制主要有以下几点：
由于基体与增强体
不同导致材料内产生热残余应力以及由于
释放导致基体中产生
增强体的加入对基体变形的约束以及对基体中位错运动的阻碍产生了强
2 镁基复合材料研究背景
镁基复合材料密度小，仅为铝或基复合材料的2/3左右，具 高的比强度和比刚度以及良好的力学和物理性能，受到航 空航天、汽车、机械以及电子等高技术领域的重视，在新 兴高新技术领域比传统金属和铝基复合材料的应用潜力更 大。因此自20世纪80年代末，镁基复合材料已经成为金属 基复合材料领域的研究热点之一。
镁基复合材料的应用
镁基复合材料的应用镁基复合材料是一种以镁合金为基体，与其他金属、陶瓷、聚合物等材料进行复合加工而成的新型材料。
它具有密度低、比强度高、耐热性好等优点，因此在航空航天、汽车、电子、医疗等领域有着广泛的应用前景。
镁基复合材料在航空航天领域的应用是其重要领域之一。
随着航空航天技术的发展和需求的提高，要求材料具有较轻的重量、良好的机械性能和热稳定性，镁基复合材料因其优异的特性而备受关注。
它可以用于制造飞机结构件、发动机零部件、燃料箱等，无形中减轻了飞机的自重，提高了航空器的使用效率，降低了燃油消耗，对于航空航天工业的可持续发展具有重要意义。
镁基复合材料在汽车领域也有着广泛的应用前景。
如今，人们对汽车的轻量化要求越来越高，以降低燃油消耗、减少污染、提升汽车性能和安全性。
而镁基复合材料因其轻质、高强度、抗腐蚀等特性，被广泛应用于汽车制造中，可以制造车身结构件、发动机零部件、悬挂系统等。
相对于传统的金属材料，镁基复合材料的使用可以使汽车减重，提高燃油经济性，降低尾气排放，同时提高汽车的安全性。
在电子领域，镁基复合材料也被广泛应用于各种电子产品的制造中。
它可以用来制造手机壳体、电脑外壳、平板电脑等产品的外壳，使得产品更轻便、耐用。
镁基复合材料还具有良好的导电性和热传导性，可以帮助电子产品散热，在保证产品性能的同时提高了产品的使用寿命。
医疗领域也是镁基复合材料广泛应用的领域之一。
由于镁合金具有生物相容性和生物降解性，因此被用于医疗器械的制造。
镁基复合材料可以用来制造骨骼植入物、手术器械等，与人体组织相容性好，不会对人体造成额外的伤害，并且可以在合适的时间内降解吸收，减少了二次手术的风险。
镁基复合材料在航空航天、汽车、电子、医疗等领域有着广泛的应用前景。
随着科技的不断发展和对材料性能要求的提高，相信镁基复合材料在未来会有更广泛更深入的应用，为各行各业带来更多的发展机遇。
2024年镁基复合材料市场需求分析
2024年镁基复合材料市场需求分析引言镁基复合材料是一种具有轻质、高强度和优异的耐高温性能的新型材料。
随着科技的不断发展，镁基复合材料在航空航天、汽车工业、电子设备等领域有着广泛的市场应用。
本文将对镁基复合材料的市场需求进行分析，并探讨其发展潜力。
市场概况目前，镁基复合材料市场呈现出快速增长的趋势。
这主要是由于镁基复合材料具备轻质、高强度、可塑性好等特点，能够满足现代工业对材料性能的要求。
此外，镁基复合材料还具有良好的热膨胀性能、导电性能和耐腐蚀性能，使其在各个领域具有巨大的应用潜力。
行业应用航空航天镁基复合材料在航空航天领域有着广泛的应用前景。
其轻质高强的特性使得飞机结构更加轻量化，提高了燃油效率。
此外，镁基复合材料具有较高的耐高温性能和耐腐蚀性能，能够满足航空器对材料性能的苛刻要求。
汽车工业镁基复合材料也在汽车工业中得到了广泛应用。
与传统的钢铁材料相比，镁基复合材料具有较低的密度和较高的强度，能够减轻车辆质量，提高燃油经济性。
此外，镁基复合材料还具有较好的阻尼性能和吸能能力，能够提升汽车的安全性能。
电子设备随着电子设备的小型化和轻量化趋势，镁基复合材料在电子设备领域的需求也在不断增加。
镁基复合材料具有优异的导电性能和较低的电磁干扰性，能够应用于电子设备的外壳、散热板等部件，提升电子设备的性能和可靠性。
市场前景镁基复合材料市场前景广阔，具有巨大的发展潜力。
随着科技的不断进步，对材料性能要求不断提高，镁基复合材料能够提供满足这些要求的解决方案。
目前，中国在镁基复合材料领域已经取得了一定的技术突破，可以满足一部分市场需求，但与国际先进水平相比，仍有较大差距，需要加强研发和技术创新，提升产品质量和竞争力。
结论镁基复合材料作为一种具有广泛应用前景的新型材料，已经在航空航天、汽车工业、电子设备等领域得到了广泛应用。
随着科技的不断进步和市场需求的提升，镁基复合材料市场有望迎来更大的发展机遇。
同时，我们应该加强研发和技术创新，提升产品质量和竞争力，以满足不断增长的市场需求。
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镁基复合材料的性能及应用
罗文昌2013121532
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。
本文将综述镁基复合材料的不同制备方法及其对复合材料组织、结构、性能的影响，并提出镁基复合材料的研究和发展方向。
关键词：镁基复合材料；基体镁合金；性能；应用；发展
1.引言
现代科学的发展和技术的进步，对材料性能提出了更高的要求，往往希望材料具有某些特殊性能的同时，又具备良好的综合性能。
复合材料是将两种或两种以上不同性能、不同形态的组分材料通过复合手段组合而成的一种多相材料。
近年来，金属基复合材料在许多领域得到了应用。
目前金属基复合材料的制备方法已有很多，并在铁基、镁基、铜基、铝基、钛基等金属基复合材料中取得了比较大的成功。
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。
根据镁基复合材料的特点，结合原有的金属基复合材料的制备工艺，材料工作者尝试了多种新的适合制备镁基复合材料的方法与工艺，对研制、开发镁基复合材料起到了很好的促进作用。
2.镁基复合材料的组织与性能
相对于传统金属材料和铝基复合材料，有关镁基复合材料的组织与性能的研究目前虽然已经取得了一定的成果，但还不够全面深入，力学性能数据分散性也比较大，仍处于探索性研究阶段。
材料工作者对镁基复合材料的耐磨性能和疲劳断裂机理进行了研究，并围绕镁基复合材料的力学性能及物理性能做了一些工作。
力学性能主要集中于复合材料的拉伸与压缩性能，时效特性，以及低温与高温超塑性等方面；物理性能有阻尼性能和储氢性能等研究内容。
储氢镁基复合材料一般采用球磨法制备。
高能球磨后，颗粒活化，镁颗粒与增强相颗粒以及颗粒内部的大量相界、微观缺陷的存在是材料具有优异氢化性能的主要原因。
通过机械合金化工艺可以制备出具有优良储氢性能的复合材料，典型体系：Mg—Mg2Ni，而且若在研磨过程中辅以某些有机添加剂对提高材料的储氢性能有很大帮助，但较高的脱氢温度以及相对较慢的吸放氢速度限制了镁基合金实际应用。
另外非晶态镁基复合材料的优良性能更是引起了人们的普遍兴趣。
在实际应用中，由于镁基复合材料过硬的性能，镁基复合材料在在各领域中被广泛应用。
镁基复合材料组织特征为增强体分布在基体合金中，同时引入了大量的界面以及高密度位错缠结，其晶粒度较基体合金也小，无论是高密度位错引起的位错强化，还是细化晶粒的作用都将提高和改善复合材料的拉伸强度和刚度等力学性能。
另外，挤压变形、固溶时效以及其它一些工艺的运用和调整都将有利于进一步提高镁基复合材料力学性能镁基复合材料具有良好的阻尼性能(减振性能)、电磁屏蔽性能和储氢特性，是良好的功能材料，还具备密度小、贮氢容量高、资源丰富等优点。
镁基贮氢复合材料正被日益重视，主要制备方法有多元合金化、机械合金化、多元复合等。
3.镁基复合材料的应用
从近期发展看，镁基复合材料并没有大规模地应用于常规结构件中，但它们在航空航天和汽车电子工业中的众多构件方面有着广阔的应用前景。
美国TEXTRON、DOW化学公司用SiC／Mg复合材料制造螺旋桨、导弹尾翼、内部加强的汽
缸等。
DOW化学公司用AlzO SiC／Mg复合材料已制成皮带轮、油泵盖等耐磨件，并制备出完全由AlzO／Mg复合材料构成的油泵。
美国海军研究所和斯坦福大学利用B C／Mg—Li、Bp／Mg—Li复合材料制造卫星天线构件。
加拿大镁技术研究所成功开发了搅拌铸造及挤压铸造SiC颗粒增强镁基复合材料，试图利用其低密度、耐磨损、高比刚度等特点用于汽车的盘状叶轮、活塞环槽、齿轮、变速箱轴承、差动轴承、拨叉、连杆、摇臂等零部件。
4.结语及展望
从目前发展趋势看，简化现有制备工艺、改善成形性以降低制备成本是发展镁基复合材料的攻克点，从而能实现大规模的商业化。
预计，以下几个方面将会成为今后的研究热点：(1)低成本制备技术的开发。
原位生成的陶瓷颗粒增强相具有表面无污染、良好的界面相容性和高结合度等传统工艺不具备的特性，因此，借鉴目前原位内生颗粒增强铝基复合材料较为成熟的制备技术来探索原位内生颗粒增强镁基复合材料，尤其是改善界面结合行为，结合自发浸渗的原位合成技术来获得近终成型的镁基复合材料构件。
(2)增强体的选择。
采用超细增强体(如亚微米、纳米增强体)，研究其制备的关键技术，即增强体的分散性和基体界面的相容性，从而在提高强度的同时细化晶粒、提高塑性以获得优良综合性能的材料。
(3)超轻系镁基复合材料的研究。
进一步研究开发应用于航空航天结构件等方面的超轻系镁基复合材料，Mg—Li基复合材料是首选材料并将成为研究热点。
镁基功能复合材料的开发利用，尤其是镁基储能材料的研究开发会更加深入。
镁基复合材料回收和再利用技术。
这是应环保及可持续发展要求而必须面对的新型课题。
镁基复合材料的智能化设计。
采用计算机辅助技术模拟制备镁基复合材料热力学和动力学过程，从而更加清楚地了解基体／增强体界面反应的实际过程，减少复杂实验过程中诸多因素的影响，为镁基复合材料的结构性能制备一体化设计开辟新的研究途径。
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