从实验室到登月返回舱——镁合金百年发展的十个关键瞬间
来源:镁合金及其表面处理 | 作者:大镁 | 发布时间: 2天前 | 22 次浏览 | 🔊 点击朗读正文 ❚❚ | 分享到:

从百年前实验室里那块不起眼的银色金属,到如今托举登月返回舱穿越大气层的尖端材料,镁合金的百年征途,本质上是一部人类不断挑战物理极限、追求极致轻量化的探索史。这10个关键瞬间不是终点,而是下一个时代的起点。


🔬 1. 镁元素的首次制得(1808年)

英国化学家汉弗莱·戴维(Humphry Davy)通过熔融电解法首次制得了金属镁,虽然当时是镁汞齐,但这一发现为后续研究奠定了基础。随后,法国科学家比西(A.A.Bussy)在1828年用还原法得到纯镁。



🏭 2. 镁合金的工业化生产开端(1886年)

1886年;德国以本生(Bunsen)电解槽为基础,建立了全球首个商业性电解镁厂,标志着镁合金从实验室走向规模化工业生产。


🚗 3. 镁合金在汽车上的首次应用(1930年)

德国建成全球第一家商业化电解镁厂,标志着镁合金正式进入工业化生产阶段,打破了此前实验室小范围制备的局限。德国率先在汽车上使用了73.8公斤的镁合金,开启了镁合金在交通运输领域应用的先河。1936,德国大众还使用压铸镁合金生产“甲壳虫”汽车的发动机传动系统零部件。1946年达到单车镁合金用18Kg。


1938年英国首次将镁合金运用到哈雷摩托车变速箱壳


✈️ 4. 镁合金在航空航天领域的首次应用(1935年)

苏联首次将镁合金用于飞机制造,这标志着镁合金正式进入对轻量化要求极高的航空航天领域。鉴于其密度仅为铝的2/3,这一应用具有战略意义。  


‌1935年‌苏联首次将镁合金用于飞机生产,也让镁合金成为当时重要的“国防金属”


二战期间镁合金凭借轻质高比强度的特性,被大量用于军机、武器零部件制造,全球镁产能快速扩张,1943年世界镁产量达到23万吨,产业完成工业化落地。最主要的代表实例就是B-36轰炸机的设计,被称为“世界镁的奇迹”。B-36轰炸机使用了5,555公斤(12,200磅)的镁板,覆盖了25%的外部机身;700公斤(1,500磅)的镁锻件和300公斤(660磅)的镁铸件。 在B-36之后,B-47使用了5,500千克(12,000磅)镁。B-52远程战略轰炸机也采用了约1600公斤的镁合金。



二十世纪五十年代,镁被用于导弹和军械部件。美国开发了一种使用镁做弹壳的105mm穿甲弹,现在仍在使用。



猎鹰GAR-1是一种空空导弹,于1956年首次投入使用,含有90%的镁结构;

稳定器框架是AZ91B压铸件,方向舵ZK60AT5锻件,弹身是厚度为0.040的AZ31B-H24钢板和ZK60A-T5管。


陆地车辆也大量的使用镁。20世纪50年代中期和60年代,越战期间(1959-1975)主要使用M-274“骡子”运输车,作为前线弹药和补给运输车。M-274重量只有870磅,可以在90-150英里的范围内运输1000磅。它的轻量化是由铸造镁轴壳体和车轮以及挤压镁合金平板实现的。


⚙️ 5. 皮江法炼镁工艺的发明(20世纪40年代)

皮江法炼镁工艺的发明者是‌加拿大多伦多大学的L.M.皮江(Lloyd Montgomery Pidgeon,也译作L.M.皮金)教授‌,该工艺也以他的姓氏命名为“Pidgeon Process”。该工艺于‌1941年‌正式提出,同年加拿大蒂尼柯(Timminco)公司的哈雷(Haley)镁厂首次将其投入工业化生产,是硅热还原炼镁领域的经典工艺‌。皮江法(Pidgeon process)的发明,因其工艺简单、投资少,大幅降低了原镁的生产成本,使镁产量激增,为镁合金的广泛应用提供了材料基础。


📉 6. 镁合金应用的“低潮期”与转型(1945年后)

二战后,镁需求从战时峰值(1943年23万吨)急剧下跌,促使镁合金的研发方向从军事转向民用,为其在汽车、电子等领域的后续爆发埋下伏笔。


🌱 7. 中国皮江法带来成本革命(1990年代)

1992年起,中国采用皮江法炼镁使原镁产量飞速增长,将镁价拉低到与铝相当的水平。这促使欧美汽车和电子行业开始大量采用镁合金制造零部件,迎来了镁合金的第二个飞速发展期。‌20世纪90年代 中国成为全球镁产业核心中国大规模推广皮江法炼镁技术,凭借资源与成本优势快速扩张产能,取代欧美成为全球最大原镁供应国,形成“中国生产、全球消费”的产业格局。


🏆 8. 镁基新材料技术的全球领先(2022-2024年)

重庆大学院士团队凭借安时级镁离子电池(2022年)、镁基固态储氢材料(2023年)及镁合金一体化超大压铸件(2024年),连续三年斩获国际镁协会“镁未来技术奖”,代表镁合金在新兴领域获得了全球认可。



🚀 9. 镁合金在重大航天工程的里程碑应用(2024年)

2024年,重庆大学团队开发的大型复杂结构镁合金适配器成功应用于天舟八号货运飞船任务,标志着我国在航天器关键承力部件上实现了镁合金的工程化应用突破。



⚡ 10. 半固态工艺推动镁合金量产(2024-  年)

2024年11月,上汽集团发布了全球首款量产的基于半固态工艺的电驱镁合金壳体,解决了传统压铸痛点,有力推动了新能源汽车的轻量化进程。2025年3月,中国利用3000T半固态注射成型机,成功制造出全球首个16kg级20寸一体化镁合金轮毂,成本较锻造工艺降低50%,使镁合金轮毂的大规模商用成为可能。