科创中国

由于镁的价电子结合能低，原子间凝聚力弱，导致镁的绝对弹性模量低，仅不足45GPa，这导致镁合金在许多零部件应用上的刚度低。针对轻质高模量的颗粒增强镁基复合材料，本团队通过对制备工艺、基体合金和颗粒增强体三者结合设计，开展了可满足量产应用的镁基复合材料开发。基体合金体系的设计包括搅拌工艺窗口、强韧性与热导率三方面，增强体的设计包括表面质量与混杂增强，制备工艺上进行半固态搅拌铸造工艺与热变形工艺、后热处理工艺的全流程优化，并在此基础上自主开发大尺寸化的制备工艺与装备，所研制的颗粒增强镁基复合材料组织均匀，实现模量突破70GPa、延伸率≥6%、抗拉强度≥370MPa的结合，可满足高刚度、高强韧性场景的需求。

材料性能突出：轻质高模量镁基复合材料具有较低的密度和优异的力学性能。通过在镁基体中引入高强度纤维增强材料，如碳纤维或玻璃纤维，使得复合材料的强度和模量显著提高。这使得该材料在航空航天、汽车工业等领域中具备广泛的应用潜力。大尺寸制备突破：成功实现了轻质高模量镁基复合材料的大尺寸制备。通过优化制备工艺和设备，能够制备大面积、大尺寸的镁基复合材料板材、型材或零部件。这为复合材料在更广泛的领域和应用中提供了可能性，例如航空航天和汽车工业中对大尺寸结构件的需求。界面处理技术突破：针对镁基复合材料的界面问题，研发了有效的界面处理技术。通过表面处理、界面改性等方法，改善了复合材料界面的结合强度和耐久性，提高了材料的综合性能和可靠性。这些界面处理技术为复合材料在实际应用中的稳定性和可靠性提供了重要保障。成型加工技术创新：研究和发展了适用于轻质高模量镁基复合材料的成型加工技术。通过挤压、压缩成型、注塑等方法，成功制备了复材板材、型材和复材零部件。这些成型加工技术具有高效、精确的特点，为复合材料的量产提供了可行的解决方案。

航空航天领域：轻质高模量镁基复合材料在航空航天领域具有广泛应用潜力。该材料的轻质化特性有助于减轻飞机、导弹和航天器的重量，提高载荷能力和燃料效率。同时，其高模量特性使得结构更加刚性和耐久，能够应对极端工作环境和动力要求，如高温、高压和高速飞行条件。轻质高模量镁基复合材料在航空航天领域中的应用可涵盖飞机结构件、航天器外壳、发动机部件等。

汽车工业：随着对节能环保和车辆轻量化的要求不断提高，轻质高模量镁基复合材料在汽车工业中具备广泛应用前景。利用该材料可以减轻汽车整车重量，提升燃油效率和续航里程。此外，高模量特性有助于提高车辆的刚性和安全性能，提供更好的碰撞保护。轻质高模量镁基复合材料在汽车工业中的应用可包括车身结构、底盘部件、车门、悬挂系统等。

能源领域：轻质高模量镁基复合材料在能源领域也有着广泛的应用前景。例如，在可再生能源领域，该材料可应用于风力发电机叶片、太阳能板支架等组件，提高能源装置的效率和可靠性。此外，该材料还可应用于储能设备、电池外壳等领域，为能源存储和传输提供轻量高强的解决方案。

其他领域：轻质高模量镁基复合材料在其他领域也有着广泛的应用前景。例如，体育器材领域可以应用于高性能自行车、高尔夫球杆等；工程建筑领域可应用于桥梁、建筑结构等；电子领域可应用于电子设备外壳、散热器等。这些领域的应用都能够充分发挥轻质高模量镁基复合材料的优异性能和制备加工优势。

综上所述，轻质高模量镁基复合材料及大尺寸制备加工技术具有广泛的应用前景。它们在航空航天、汽车工业、能源领域以及其他多个领域中展示出了重要的应用潜力，为新材料的应用和产业发展提供了有力支持，推动着科技进步和社会经济的可持续发展。

上海交通大学（Shanghai Jiao Tong University），简称“上海交大”，位于上海，是中华人民共和国教育部直属、上海市共建、中央直管的全国重点大学 [132] ，位列国家“双一流”“985工程”“211工程”， [131] 为九校联盟 [134] 、环太平洋大学联盟、21世纪学术联盟、中国大学校长联谊会、Universitas 21、国际应用科技开发协作网、新工科教育国际联盟、亚洲校园 [154] 成员，入选“珠峰计划”、“强基计划”、“111计划”、“2011计划”、卓越医生教育培养计划、卓越法律人才教育培养计划、卓越工程师教育培养计划、卓越农林人才教育培养计划、国家建设高水平大学公派研究生项目、中国政府奖学金来华留学生接收院校、学位授权自主审核单位。

镁基复合材料是先进的结构材料，能实现镁合金性能上限的突破，本项目在保持低密度的同时，大幅提升镁的弹性模量，从而可提升加工构件的刚度，减少因刚度不足而引起的增重或失效，有效提升轻量化效果，而且具有高稳定性，可助力我国在航空航天、3C等领域的极致轻量化发展和保持领先。

希望将轻质高模量镁基复合材料及大尺寸制备加工的成果以技术咨询合作开发的形式进行成果转化。我们期待与感兴趣的企业或机构合作，共同推进该领域的应用和商业化发展。

在合作开发中，我们希望能够探索多个方向的应用。首先，我们希望在航空航天领域找到合作伙伴，共同开发轻质高模量镁基复合材料在飞机结构件、航天器外壳等方面的应用。通过提供材料和工艺技术支持，我们的目标是实现飞机和航天器的轻量化，提高其载荷能力和燃油效率。

其次，我们希望在汽车工业领域寻找合作机会。与汽车制造商合作，我们可以将轻质高模量镁基复合材料应用于车身结构、底盘部件等方面，以实现汽车的轻量化和能源效率的提升。我们的目标是共同开发出更加安全、节能环保的汽车产品，并提供相应的技术支持和解决方案。

此外，我们也欢迎在能源领域和其他领域寻求合作伙伴。我们希望将轻质高模量镁基复合材料应用于可再生能源装置、能源存储设备、体育器材、工程建筑等领域，为这些领域的发展提供创新的材料解决方案。

在合作开发中，我们期望合作伙伴能够共享我们的技术专长和专利成果，共同推进项目的研发和商业化进程。我们希望合作伙伴具备相关行业经验和实施能力，能够提供资金和资源支持，并愿意与我们建立长期稳定的合作关系。

总之，我们愿意以技术咨询合作开发的形式将轻质高模量镁基复合材料及大尺寸制备加工的成果转化为实际应用。我们期待与有志于推动创新和发展的合作伙伴共同实现技术的商业化，并为各个领域的发展注入新的活力和机遇。