【装备】国创中心技术转化项目国创中心研究方向低成本耐腐蚀石墨烯镁合

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    国创中心技术转化项目国创中心研究方向低成本耐腐蚀石墨烯镁合

十四五”时期是我国实现碳达峰目标的关键期和窗口期，也是新型储能和新型环保材料发展的重要战略机遇期。面向世界能源科技竞争，支撑绿色低碳科技创新，加快低碳新材料技术创新体系建设机不容发。实施方案》进一步明确发展目标和细化重点任务，提升规划落实的可操作性，旨在把握“十四五”新型储能发展的战略窗口期，加快推动低碳新材料规模化、产业化和市场化发展，保障碳达峰、碳中和工作顺利开局。

国创中心大力发展镁及镁合金

在碳中和背景下，镁合金“与传统金属相比，镁作为最轻质的商用金属工程结构材料，具有比重轻、比强度比刚度高、阻尼减振降噪能力强、易于回收利用等一系列绿色结构材料特征。”

镁的轻量化、功能化和绿色化特性分析了镁合金在航空航天、国防军工、轨道交通、新能源汽车、建筑模板、生物材料、储能材料等领域的巨大产业前景。镁及镁合金的研究与应用已上升为国家战略，我国的镁合金技术与产业得到了重要突破，正逐步引领世界科技潮流。

镁合金被称为“21世纪的绿色环保结构材料”，有非常优良的应用性能，是目前质量最轻的金属结构材料，具有比强度高、比刚度大、消震性好、承受冲击载荷能力强、电磁屏蔽性能优异、无生物毒性、耐有机物和碱的腐蚀性能好、资源十分丰富等优点。随着加工技术水平的不断提高，镁合金应用范围迅速扩展，市场需求不断增长。快速发展壮大镁合金战略产业，对于发展我国国民经济与国防科技工业意义重大。

国创中心技术转化项目

受汽车节能减排及轻量化等需求刺激，希望促进镁合金材料消费市场的进一步发展，为产业发展带来机遇与挑战。国创中心紧跟全球绿色节能发展趋势，在镁合金材料产业整体正朝低能耗、高效率、高质量方向发展，不断进行产业升级改造。我国镁合金材料相关工艺技术研究起步晚于欧美发达国家，虽然在部分镁合金材料领域突破了一批核心关键技术，但在研发效率、生产质量、市场拓展、环境保护等方面仍存在较大差距。未来，我国镁合金材料产业需以国家战略需求为基准，紧跟国际研究热点，在不断提升行业整体水平的同时，加强先进镁合金材料的研发力度，着力提高自主创新能力。通过优化组织实施方式，助力国家重大工程急需的先进镁合金材料“产学研”体系通道畅通，促进相关科研成果转化并实现产业化运用，实现我国从材料大国向材料强国的战略性转变，满足国民经济、国家重大工程和社会可持续发展对先进镁合金材料的需求。

国创中心研究方向

低成本耐腐蚀石墨烯镁合金技术

石墨烯具有良好的物理和力学性能，是已知强度最高的材料之一，同时还具有很好的韧性，是一种理想的增强材料，石墨烯的复合材料是石墨烯应用领域中的重要研究方向其在能量储存、液晶器件、电子器件、生物材料、传感材料和催化剂载体等领域展现出了优良性能。

低碳镁合金轮毂成型工艺

锻造法

从目前传统的镁合金汽车轮毂锻造方法来看，镁合金汽车轮毂组织还具有不够致密以及机械强度较低的问题

，一种较为理想的镁合金汽车轮毂锻造方法，首先将镁合金原料控制温度在300 至450

摄氏度，在这整个加温控制过程当中都应当按照此温度来进行控制，在加热炉当中加热，然后对镁合金原料实行预锻造

，使用液压锻造机将镁合金原料锻造成为胚料，再将其转入出成形轮毂模型当中加热，温度保持上一个步骤不变，同时将其锻造成精型轮毂，再对其进行下一步精细处理，然后将轮毂放置在挤压定型装置上进行轮毂挤压定型锻造，由此方法锻造出来的镁合金轮毂不仅大大的缩短了锻造时间，同时生产效率较高，锻造出来的镁合金汽车轮毂组织机械强度以及致密性都比较高。

铸造法

从这些年发展来看，镁合金轮毂铸造成型技术，已经有了各种如精密冲锻成型技术、挤压铸造技术、挤压铸造低压铸造结合技术以及旋压成形技术、半固态触变成型技术以及挤压铸造流变铸造结合技术、真空倾转法差压铸造等技术。

镁合金轮毂优点是：1、重量轻，比铝合金轮毂还要轻;2、弹性大，不容易变形，可以起到降噪音，减震，可承受更大的冲击力;3、美观。对汽车的节能有一定的帮助。

我国镁陆地资源约占全球总探明储量的35%，居世界第一位，丰度达到500年以上。应用领域迅速拓宽市场前景十分广阔。

在交通运输装备领域：一是在汽车应用方面，在采用相同动力和传动系统的前提下，汽车轮毂、覆盖件、发动机箱、电池舱等零部件的轻量化，是镁合金最大的增量市场。德国大众汽车统计，汽车自重每减轻10%即可节约燃料5%，每使用10公斤镁合金，汽车可减重4公斤左右;自重每降低100公斤，每百公里油耗可减少0.7升;每节约1升燃料可减少二氧化碳排放2.5克，年排放量减少30%以上。展望未来，汽车用镁合金用量或将迎来井喷式增长。二是在轨道交通方面，轨道交通只要减轻车体重量，就能使列车增加有效载荷，运行速度更快。2020年，我国市内轨道交通里程将达4500公里以上，各大城市都在修订增大城市轨道交通计划，仅成都市规划的2035年度市域内轨道交通里程就将达4500公里。轨道客车大量使用镁合金材料也将成为必然。

镁合金轮毂主要应用于汽车以及摩托车等行业，由于在现阶段镁合金轮毂还存在着价格稍高的现象，这也是与其制造工艺繁杂有所联系，如何实现镁合金轮毂高效铸造是当下轮毂行业发展的一个重要瓶颈，现阶段电磁泵低压铸造技术是一个非常好的发展方向，国创中心的技术人员将会继续研究实现镁合金轮毂大量应用，为我国镁合金轮毂行业带来有效发展。

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