稀土镁合金研究及应用新进展

孟健，陈善荣，徐涛，朱军华，李远发，邱鑫、杨强，田政

嘉瑞（惠州）科技公司、中国科学院长春应用化学研究所

镁合金是目前应用的最轻的工程结构材料之一，在多功能化、工程轻量化领域日益受到重视。但传统镁合金存在强度低、耐热性差、耐腐蚀性差等固有缺陷，难以在高导热、高导电、高精密构件上得到大规模应用。中科院长春应化所与嘉瑞（惠州）科技公司通过20多年的紧密合作，率先提出采用部分脱水的盐湖氯化镁低温下沉阴极熔盐电解法制备稀土镁中间合金新技术，成功制备了系列稀土镁中间合金材料，降低了稀土镁合金材料的开发成本。利用自主研发的系列稀土镁中间合金，根据不同镁合金的应用环境，通过选取合适的稀土元素组合，成功开发的高强高韧稀土镁合金、中强高韧稀土镁合金、高强耐热稀土镁合金，高强高导稀土镁合金、低成本高性能稀土镁合金等一系列稀土镁合金材料，并解决了稀土镁合金大尺寸半连续铸棒关键技术、稀土镁合金梯度挤压技术、稀土镁合金三向自由锻关键技术、稀土镁合金薄壁压铸关键技术等难题，在航空航天、国防军工、汽车、轨道交通、3C电子设备等方面得到应用。

一.高导热稀土镁合金材料开发

5G通信时代，各种智能终端产品都在不断更新换代，轻薄化、智能化，5G高功耗芯片,全面屏的发展等都使得终端设备发热量剧增。功耗越来越高，电子元器件温度每升高2℃，其可靠性下降约10％，散热成为智能终端亟需解决的问题，因此，散热材料也不断的升级迭代，以应对更高的散热要求，5G智能终端对材料散热需求与挑战。在此背景下，我们开发了高导热镁合金材料。

我们对材料的微观组织结构进行了解析，稀土元素的加入细化了晶粒，形成珊瑚状的二次强化相，获得良好的导热性能，改善了压铸性能。

二.新型压铸模板用镁合金材料的开发及应用

随着建筑业的快速发展和人们对环保意识逐步增强，过去笨重的钢模板逐渐被市场新兴的轻量化新型建筑模板所取代，目前建筑模板市场上的轻量化模板主要采用铝型材挤压+焊接技术，挤压模板加工制作效率低，成本高，每块模板需焊接而成，人工成本高，焊接尺寸控制不精确，使用的混凝土整体在外观质量和平整度难保证，而镁合金比重比铝合金轻1/3，比模量和比刚度都要优于铝合金，这对于高层、超高层建筑都非常重要，正是基于未来的建筑市场的极大需求，我们率先开发了新型压铸镁合金材料，并基于镁合金的特点，优化了新型建筑模板设计，首次采用压铸技术来进行模板的一体化成型，达到了工艺简单、无需焊接、产能高、成本低。混凝土表面质量平整光洁，无需进行处理。