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课题来源：青海省科技项目,《镁铝锰系合金含锰粒子控制技术及工业应用》(2012-G-Y25A-6);2国家国际科技合作专项,《晶须增强镁基复合材料制备技术及成型机理研究》(2009DFA51830);“973”计划前期研究专项,《硼酸镁晶须增强镁/铝基复合材料复杂构件塑性成形机理研究》(2011CB612201),总共获得专项资助207万元。背景、目的和意义：青海省有丰富的镁资源,柴达木盆地镁盐(MgCl2)资源居全国之冠,总量为65亿吨,每年经青海钾肥生产未利用氯化镁达数百万吨,而利用盐湖资源可以制成镁合金及硼酸镁晶须。但由于青海相关镁制品企业产品单一和成本的问题,所得订单较少,有必要开发高附加值的镁产品。同时青海省具有年产400万吨的电解铝,如何提高企业的综合实力,延长产业链,就地使用青海省的电解铝资源,提高产品附加值,成为青海省迫在眉睫的问题。研发新型镁合金、镁基复合材料及铝基复合材料是解决上述问题的主要途径。发达国家金属基复合材料应用比较广泛,而我国截止目前还没有得到广泛应用,随着中国经济的国际化,金属基复合材料的出口会大大增加。如果能研发出可产业化镁基及铝基复合材料的生产工艺及其塑性成型工艺,能延长相镁及铝制品的产业链,提高附加值。技术原理及性能指标：寻找镁-铝-锰系合金中控制锰-铝金属间化合物尺寸的有效方法和机制,提供用于实际生产的优化工艺路线和参数,最终批量生产出国外客户特殊要求的具有优良品质的镁合金锭。通过界面优化寻找适合工业化生产的镁基/铝基复合材料系,提出一种可用于规模生产的制备晶须增强镁基/铝基复合材料工艺和设备;揭示增强相对镁基/铝基复合材料组织及性能的影响规律及镁基/铝基复合材料塑性成型机理,解决镁基/铝基复合材料塑性变形难、加工成本高的问题,为镁基/铝基复合材料生产应用提供优化工艺路线和参数,最终扩大镁基/铝基复合材料的应用范围。(1)开发出的Mg-Al-Mn新型镁合金Mn-Al金属间化合物粒子数量小于58个/mm2,面积分数为***%,平均粒径为***;(2)形成了Mg-Al-Mn系合金设计和熔炼铸造成套技术,镁合金经中科院兰州分院分析测试中心盐湖化学分析测试部检测抗拉强度达291MPa;(3)铝基复合材料进行工业化试生产工艺参数及路线,建立了铝基复合材料工业化生产的配套技术。(4)硼酸镁晶须增强镁基复合材料挤压后抗拉强度为大于305MPa;弹性模量达62GPa。取得成果、技术的创造性与先进性：提出了通过界面设计和优化的方法,大幅改善了铝/镁基复合材料的综合性能;优化了复合材料塑形加工前的预处理工艺,建立了有效消减复合材料内应力的调控理论,提高了复合材料塑形加工能力,突破了镁基复合材料塑性成形难的瓶颈;提出了Mg-Al-Mn系合金中锰粒控制方法和关键技术。技术的成熟度和应用情况：在新型镁合金方面,利用自主知识产权的Mg-Al-Mn合金含锰粒子控制技术,通过优化合金成分和改变铸造工艺,调控镁合金的组织结构,开发出高品质的Mg-Al-Mn系镁合金,并用以解决青海三工镁业有限公司实际问题,满足了国外客户需求,获得经济效益***亿元。在复合材料方面,具有自主知识产权的铝基复合材料制备技术(首次提出复合材料工业化制备技术),在黄河再生水电再生铝业有限公司获得推广,制造复合材料专用工业化制备设备一套,并成功工业化制备复合材料,形成了铝基复合材料规模化生产流程,具备了复合材料大规模生产能力。项目执行期间发表论文共计38篇(其中被SCI收录17篇,被EI收录11篇,核心期刊10篇)。授权和申请国内发明专利4项。培养硕士研究生21人,博士研究生2人。