基于腐蚀调控技术的不锈镁合金新材料及其应用

发布时间: 2023-07-16

来源: 科技服务团

基本信息

合作方式：技术转让

成果类型：新技术

行业领域：

新材料技术,金属材料

成果介绍

本项目从腐蚀热力学和动力学两方面入手，通过微合金化的方法，降低镁基体与杂质或第二相的相间电位差，抑制了阴阳极的腐蚀反应速率，建立了表面自钝化膜层生长原理，揭示了镁合金的腐蚀调控理论，首创了世界领先的不锈镁合金新材料系列。不锈镁合金新材料具有超高耐蚀性、自修复性和强适用性。（1）超高耐蚀性：本项目通过降低镁合金腐蚀驱动力、降低阴阳极腐蚀速率和膜层致密化的方法，实现了镁合金耐蚀特性的跨越式提升，腐蚀速率与5083防锈铝合金相当；（2）自修复性：启发于不锈钢的表面钝化膜，本项目通过微合金化元素促进腐蚀产物沉积，实现了镁合金表面致密保护性膜层的自生长，该膜层具有自修复特性，可为构件提供长效腐蚀防护；（3）强适用性：不锈镁合金新材料具有优异的成型和加工特性，可采用铸造、挤压、锻造等多种方式成型，制备复杂、薄壁、大型等多种构型的关重件，适用于海洋、高盐、高温等多种服役环境，满足航空航天、海洋装备、交通运输等不同应用场景的需求。

成果亮点

项目团队将材料基因工程技术和人工智能技术相融合，实现了低电位差合金相筛选和成分优化设计，提出了不锈镁合金的设计原理；基于溶度积理论阐明镁合金表面自钝化膜层的生长机制，发展不锈镁合金表面自钝化膜层的设计方法，实现了镁合金在酸性盐雾条件下的高耐蚀和稳定性，最终建立了镁合金的腐蚀调控技术。首创了不锈镁合金新材料，其腐蚀速率与防锈铝合金相当，彻底颠覆了镁合金无法在海洋等严苛服役环境应用的传统观念，相关成果在Nature Communications等高水平杂志发表。

团队介绍

上海交通大学不锈镁研究团队隶属于上海交通大学轻合金精密成型国家工程研究中心 (NERC-LAF)，是我国镁合金材料研究重要基地，主要研究开发领域涉及镁合金材料、液态精密成型、塑性加工、表面腐蚀与防护等。中心下设综合办公室、研发部、工程试验室、产业示范基地等四大部门，现有员工400余名，其中科研人员120人，包括教授7名，副教授10名，高工3 名，讲师4名，工程师7名，博士后4名，博士和硕士研究生70名；工程技术人员320人。研发部下设先进结构材料研究室、功能材料研究室、液态精密成型研究室、塑性加工研究室与腐蚀及表面防护研究室等五个研究室，围绕镁、铝等轻合金设计、加工、性能与应用开展系统基础研究。工程中心同时还具有良好的工程化和产业能力，并且研发部与工程试验室及产业化基地形成了良性互动，初步形成了基础研究、应用研究、工程化研究一条龙的科研格局。

成果资料

产业化落地方案

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成果综合评价报告

评价单位：“科创中国”先进结构材料科技服务团 (中国有色金属学会) 评价时间：2023-08-03

王永涛

有研半导体硅材料股份公司

部长

综合评价

针对镁合金易腐蚀的瓶颈问题，上海交通大学不锈镁研究团队攻克了镁合金腐蚀调控技术，表面自钝化生长技术，开发了兼具优异耐蚀和力学性能的不锈镁合金新材料，已在航空航天、电子通讯、交通运输等领域推广应用，创造了重大的经济和社会效益。

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