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高强高导热压铸镁合金

成果类型:: 实用新型专利,新技术

发布时间: 2023-09-24 14:13:11

科技成果产业化落地方案
方案提交机构:成果发布人| 赵国栋 | 2023-09-24 14:13:11

我们发明了一种高强超高导热压铸稀土镁合金,在室温下的导热系数达140 W/(mK)以上,屈服强度达175 MPa以上,抗拉强度达280 MPa以上,延伸率大于12%,腐蚀速率小于0.5mm/year,相比于商用AZ91D,导热性能提高了1-2倍,强度调高了20%以上,塑性提高了2-3倍,耐蚀提高了5-6倍;克服了传统高导热镁合金成本高、压铸工艺性差、力学性能差、耐蚀性差等缺点。合金的成本低、制备工艺简单且压铸性能优异,适合大规模工业化生产,在5G通讯、汽车、3C等多个领域具有巨大的应用市场。

  1. 高强度:高强高导热压铸镁合金具有出色的强度特性。通过合金化设计和优化工艺,可以实现显著提高合金的抗拉强度、屈服强度和硬度等机械性能,使其能够承受更大的载荷和应力,满足各种应用领域对材料强度的需求。

  2. 优异的导热性能:这种合金具有良好的导热性能,能够有效传导热量。高导热性使得该合金在高温或高热流密度条件下能够迅速散热,防止热应力积累,提高材料的耐热性和稳定性。这对于一些需要高导热性能的应用领域(如电子器件散热、发动机部件等)非常重要。

  3. 优良的铸造性能:高强高导热压铸镁合金具有良好的铸造性能,可以通过压铸工艺实现复杂零件的生产。压铸工艺具有高效、经济的特点,能够实现批量生产和形状复杂的零件制造,提高生产效率和降低成本。

  4. 良好的耐腐蚀性:合金中添加适量的合金元素,可以显著提高高强高导热压铸镁合金的耐腐蚀性能。这使得合金在恶劣环境下具有良好的抗腐蚀性,延长材料的使用寿命,适用于一些对耐腐蚀性要求较高的应用领域。

  5. 轻量化优势:高强高导热压铸镁合金相比其他金属材料具有明显的轻量化优势。镁合金的密度较低,接近于铝合金的2/3,同时具备较高的强度和刚性,因此可以大幅减轻产品的重量,提高能源利用效率,降低运输成本,并对减排和环境保护做出贡献。

  1. 汽车工业:汽车制造商越来越注重车辆的轻量化,以提高燃油经济性和减少尾气排放。高强高导热压铸镁合金作为一种轻量化材料,可以应用于汽车制造中的结构件、发动机部件和底盘组件等。其高强度和优异的导热性能有助于提高汽车的性能和燃油效率,同时降低车身重量,提高安全性能。

  2. 航空航天领域:航空航天行业对材料的要求非常严苛,包括轻量化、高强度和优异的导热性能。高强高导热压铸镁合金能够满足这些要求,因此在航空航天领域具有广阔的应用前景。它可以应用于飞机结构件、航天器组件、发动机零部件等,提升航空航天系统的性能和效率。

  3. 电子器件:高强高导热压铸镁合金的优异导热性能使其成为制造电子器件的理想材料。它可以用于制造散热器、电子封装材料和导热模块等,提高电子设备的散热效果和性能稳定性。随着电子设备的不断发展和智能化的推进,对高导热材料的需求将进一步增加。

  4. 工业设备:高强高导热压铸镁合金在工业设备领域也有广泛的应用前景。例如,在光伏设备、风力发电设备和电力电子设备中,可以应用于制造散热器、散热模块和导热器件等,提高设备的散热性能和工作效率。

  5. 其他领域:高强高导热压铸镁合金还可以应用于其他领域,如船舶制造、铁路交通、军事装备等。这些领域对材料的轻量化、强度和导热性能要求较高,因此该合金可以发挥其优势,提供解决方案。

中国科学院长春应用化学研究所建于1948年12月,1952年8月,改称“中国科学院长春综合研究所”;位于吉林省长春市朝阳区,化学部分与中国科学院物理化学所合并组成“中国科学院应用化学研究所”;1978年12月,更名为“中国科学院长春应用化学研究所”,现已发展成为集基础研究、应用研究和高技术创新研究及产业化于一体,在国内外享有崇高声誉和影响的综合性化学研究所,成为我国化学界的重要力量和创新基地。中国科学院长春应用化学研究所主要研究领域有聚焦资源与环境、先进材料和新能源三大领域;开发稀土、二氧化碳、植物、水四类资源;发展先进结构、先进复合、先进功能三类材料;开拓清洁能源、储能、节能三类技术。

经济效益:

  1. 轻量化降低成本:高强高导热压铸镁合金相对于传统金属材料具有较低的密度,使用该合金可以显著减轻产品的重量,从而降低材料成本和相关的制造、运输等成本。

  2. 节能减排:该合金的轻量化特性有助于减少汽车、航空航天等应用中的燃料消耗,降低能源消耗和碳排放,符合节能减排的要求。

  3. 增加产品附加值:高强高导热压铸镁合金的优异性能使其成为高端产品的理想选择。应用该合金可以提高产品的质量、性能和可靠性,从而提升产品的附加值和市场竞争力。

社会效益:

  1. 环境保护:高强高导热压铸镁合金的轻量化特性有助于减少资源消耗和能源消耗,降低碳排放和环境污染,对环境保护具有积极意义。

  2. 节约资源:镁是地壳中丰富的金属资源,高强高导热压铸镁合金的应用可以有效利用这一资源,减少对其他稀缺资源的需求。

  3. 提升产品性能和安全性:该合金的高强度、优异的导热性能等特点可以提升产品的性能和安全性,例如在汽车领域可以提高车辆的操控性、耐撞性和热管理能力,提升乘客的安全和舒适性。

  4. 促进产业发展:高强高导热压铸镁合金的广泛应用可以推动相关行业的发展,包括材料生产、加工制造、设备研发等,促进产业链的完善和升级。

我们希望以技术咨询合作开发的形式将高强高导热压铸镁合金的成果转化为实际应用。在合作开发中,我们的方向是与相关企业或机构合作,共同探索该合金在特定领域的应用潜力,并开展相关研发工作。

我们的目标是通过技术咨询合作,将高强高导热压铸镁合金应用于汽车工业、航空航天、电子器件、工业设备等领域,为合作伙伴提供解决方案,实现共同的经济和社会效益。

我们希望与合作伙伴共同开展以下工作:

  1. 技术咨询:提供有关高强高导热压铸镁合金的技术咨询,包括材料特性、加工工艺、设计原则等方面的指导,帮助合作伙伴了解和应用该合金。

  2. 应用研发:与合作伙伴合作,根据其需求和市场定位,开展高强高导热压铸镁合金在特定领域的应用研发工作,包括材料改进、工艺优化、组件设计等方面的合作。

  3. 产品验证与测试:协助合作伙伴进行产品验证与测试,确保高强高导热压铸镁合金在实际应用中的性能和可靠性。

  4. 产业化推进:通过合作推动高强高导热压铸镁合金在相关行业的产业化进程,包括制定标准规范、推广应用、建立供应链等方面的合作。