镁合金由于其比强度高、弹性模量大、散热好、消震性好、承受冲击载荷能力比铝合金大、耐有机物和碱的腐蚀性能好等特点，现已广泛应用于航空、航天、运输、化工、火箭等领域。除此之外，镁合金在医疗器械上的应用潜力很大；如果金属镁企业能在加工性能和产品价格上取得突破，那么镁合金也将在LED产业得到广泛应用。

左铁镛院士在今年新材料发展趋势高层论坛中说到：“就镁材料来说，近20年来，我国的镁材料已取得了三个“第一”的好成绩，分别是镁产量第一，镁储量第一和镁出口量第一。现在我国在上海交通大学和重庆大学分别建立了镁材料研究中心，在山西、陕西等省份形成产业一体化的布局，大大促进了我国镁合金的研究应用。目前，镁金属与铝金属相比，价格只高出20%，相较之前有大幅度降低，这也能极大的促进镁合金的研究发展和应用。”

镁合金的应用现状

镁基材料被誉为世纪最富于开发和应用潜力的“绿色材料”被广泛应用于航空航天、军事、交通及3C产品等领域中。交通工具轻量化成为当今发展趋势，镁合金是实际应用中最轻的金属结构材料。非常适用于交通运输领域，是生产重量轻、油耗低、环保的新一代交通工具的最佳材料。

目前，镁合金应用主要有以下三个方面：

(1)汽车、摩托车等交通类产品用镁合金

世界各大汽车公司已经将镁合金制造零件作为重要发展方向。在欧美国家中，各国的汽车厂商正极力争取采用镁合金零件的多少来作为自身车辆领先的标志，大众、奥迪、菲亚特汽车公司纷纷使用镁合金。美、欧、日等发达国家投入大量人力和物力，实施多项大型联合研究发展计划，研究用镁合金制造汽车零部件。这些研究开发计划促进了镁合金在汽车上应用的发展。目前，镁合金压铸汽车零部件至少已超过90种，例如，已经使用要快速推广的零部件有轮毂、仪表盘、座椅框架、变速箱壳体、转向系统、汽缸盖、大的车体外部件、支撑柱、发动机箱体、油底盘。其中，安装安全气囊的汽车都开始改用镁合金方向盘，这既可减重，又可降低震动，在发生意外撞击时，镁合金可吸收更多的能量，有利于保证驾驶员的安全。

我国是一个摩托车生产、消费和出口大国，也是一个潜在的汽车生产和消费大国。在改革开放的二十年中，我国已经形成了以汽车、摩托车为龙头的生产基地。2000年已形成生产250万辆各型汽车、1000万辆各型摩托车的能力。按2001年汽车产量237万辆（其中轿车和微车100万辆），摩托车产量1000万辆，每辆汽车镁合金用量20公斤，每辆摩托车用量5公斤计算，该产业将使用镁合金9.7万吨。

(2)电子及家电用镁合金

汽车行业对镁合金的大量需求，推动了镁合金生产技术的多项突破，镁合金的使用成本也大幅度下降，从而促进了镁合金在计算机、通讯、仪器仪表、家电、医疗、轻工等行业的应用发展。其中，镁合金应用发展最快的是电子信息和仪器仪表行业。电子信息行业由于数字化技术的发展，市场对电子及通讯产品的高度的集成化、轻薄化、微型化和符合环保的要求越来越高。工程塑料曾作为主要材料，但其强度终究无法和金属相比。例如，镁合金具有优异的薄壁铸造性能，其压铸件的壁厚可达11.5mm，并保持一定的强度、刚度和抗撞能力，这非常有利于产品超薄、超轻和微型化的要求。这是工程塑料，甚至铝合金所无法达到的。在薄壁、微型、抗摔撞的要求之下，加上电磁屏蔽、散热和环保方面的考虑，镁合金成了厂家的最佳选择。另外，镁合金外壳可使产品更豪华、美观，也是工程塑料所无法比拟的。在电子信息和仪器仪表行业的镁合金制品的单位重量和尺寸不如汽车零部件，但它的数量大、覆盖面大，其用量也是巨大的。所以，近几年电子信息行业镁合金的消耗量急剧增加，成为拉动全球镁消耗量增加的另一重要因素。

(3)其它应用领域

其它如铝合金添加剂、镁牺牲阳极和型材用镁合金等。镁牺牲阳极作为有效地防止金属腐蚀的方法之一，广泛应用于长距离输送的地下铁制管道和石油储罐。目前，作为镁牺牲阳极的镁合金有3万～4万吨每年的市场需求量，且每年以20%的速度增长。

功能材料兴起

镁合金型材、管材，以前主要用于航空航天等尖端或国防领域。现代战争需要军队具有远程快速部署运动的能力，要求武器装备轻量化，在手持式武器、装甲战车、运输车、航空制导武器上将大量采用轻金属材料。轻量化是提高武器装备作战性能的重要方向。镁所具有的轻质特性决定了镁合金是生产航天器、军用飞机、导弹、高机动性能战车、船舶的必不可少的结构材料，因此，大力开发镁合金应用围是国防现代化的需要。

除了质轻这一优点，镁合金还有很多功能特性被开发和利用:镁合金阻尼容量大，用作汽车、飞机或武器装备的驱动、传动部件有明显的减震减噪效果;镁合金材料的LED灯具或电子系统的散热器具有良好的散热性能，使用寿命长;镁合金电磁屏蔽性能良好，用于军用计算机、通讯器材，可以防比电磁波信息泄露，降低电磁辐射危害;镁合金储氢容量大、电极电位低，作为储氢、电池材料有很大的优势比习。因此，镁及镁合金作为功能材料具有广泛的应用前景，国内外学者在这一领域进行了初步的探索和研究。

阻尼材料：镁及镁合金在相同的载荷下比其他金属材料消耗更多的变形功，是阻尼性能最好的结构材料，可用于控制噪音和增强结构稳定性。目前镁合金的阻尼机理研究不够深入，缺少一套系统的理论来指导应用，阻尼性不能有效控制。

电磁屏蔽材料：目前主要的电磁屏蔽材料主要是导电材料和有一定磁性的金属导电材料。镁及镁合金不仅导电性良好，而且在很强的磁场中也不会被磁化，在较宽的频率范围内具有优良的电磁屏蔽特性口门。经过表而处理后，其电磁屏蔽性能有可能得到进一步改善，用于制造电子通讯产品、军用计算机等有着不可比拟的优势。IBM公司曾用AZ91 D镁合金制作成1. 4mm的笔记本电脑壳体做实验，在30 ~200MHz频率范围内的屏蔽能力始终稳定在90~100dB，约是带电镀层的ABS壳体的两倍。

导热材料：镁及镁合金比树脂、塑料产品散热性能好，用来制造元件密集的电子产品，或电子产品的外壳、零部件，可以充分发挥其散热的优势。目前在LED灯具和电子系统散热器等领域己经有初步应用，但是镁合金是否能替代广泛应用的铝合金散热器，散热性能如何提高，很多学者进行了初步的研究。

血管支架：迄今为比，临床上多采用由不锈钢与高分子制成的血管支架来治疗血管狭窄等问题。但不锈钢支架永久存在血管内，可引发局部炎症，有血管再狭窄的可能性;高分子支架力学性能差，在降解期间，容易在植入处诱发酸性环境，延缓病愈。镁合金因易降解性及合适的力学性能，可被制成可降解血管支架。

多孔镁骨组织工程材料：常用的多孔骨组织工程材料有生物陶瓷和聚乳酸，这些材料力学性能差。多孔镁作为一种可降解的生物材料，其力学性能符合要求，且其本身具有生物活性，可诱导细胞分化生长和血管长入o Witte，Wen和Tan等分别通过铸造法、粉末冶金法和激光加工技术制备了多孔镁骨组织工程材料，认为镁合金在多孔骨组织工程材料方而具有良好的发展前景。

镁产业的困惑

尽管目前各方面对镁材料的关注度提高，但是冷静分析，近年来在镁的应用方面有两大现象困惑着镁工业。

一是中国之外的地区镁消费增长乏力。据分析，2010-2012年，除中国以外地区镁消费量徘徊在50万吨左右，2012年甚至出现下降。全球镁市场增长主要依靠中国。中国镁产品的出口量也呈现下降局面。二是全球镁合金消费增长乏力。2012年全球镁合金消费量约为255kt,占消费量比例是34.45%。而2007年最高值为360kt。2012年中国镁合金消费量约为80kt，占消费量比例是31%。而2007年为92kt。近年镁消费的增长主要来自铝、钛、钢铁。而在我们寄予厚望的终端消费市场，镁合金压铸件和镁合金加工业材的需求没有大的变化。这个市场迫切需要积极的推动。

镁产品的开发与应用面临两方面的制约因素。一是科技和工程问题，核心是如何能通过扬长避短，开发出更多高性能的新型合金材料，以及如何提高加工技术。二是战略与管理问题，如何通过资源整合加快镁合金产业化进程，扩大其应用。他认为，制约中国镁合金产业提升和应用的首要障碍是战略与管理问题而非科技与工程问题。

在政府层面，镁产业的国家战略和行业规划缺失，并没有从国家资源能源战略高度和国际竞争角度来审视镁的重要地位。镁合金及其产品的研发缺乏系统性规划，研发资金投入不足、研发内容涵盖面有限。

在行业层面，镁的研发和产业化推进事业缺乏有效的协调和组织，产业联盟缺失，行业标准不完善，没有多层次高水平的行业服务平台，行业缺少领军人物和领军企业，不能及时有力的发出行业的声音。

在企业层面，镁生产企业普遍实力不足，所能掌控的资源十分有限，商业模式待优化，从事实体经济的企业多数举步维艰，难有长远眼光和超前布局，企业专业人才普遍缺乏。

在科研层面，虽然国内从事镁研究的科研院所和大专院校较多，但是镁方面的科研经费还是不足。科研成果虽然不断获奖，但实际上成果转化不力，与产业化结合不紧密。科技协作不够，研究力量分散，资源浪费，也并未有建立起国家支持的科技成果的共享机制。

在用户层面，对镁认知不够，对镁供应稳定性还有疑虑。制造类企业创新动力和压力都不足，习惯于给国外公司做代工，或者做代工的代工，一味最求成本低廉，挣快钱，并未有足够意愿以材料创新为突破口实现产品创新。同时，由于缺少系统化的镁应用的生命周期分析研究和材料数据库支撑，产品设计开发进展并不理想。

在金融投资层面，绝大多数的投资者和投融资机构更喜欢锦上添花，而非雪中送炭。还未能看到镁材料和镁业的投资价值，在镁业资金投入，资源整合方面还缺乏更多耐心，更多的关注。

镁合金市场空间广阔

轻量化进程加速下，汽车镁合金用量有较大提升空间。根据节能与新能源汽车技术路线战略咨询委员会2016 年发布的轻量化目标，2020/2025/2030 年分别较2015年减重10%/20%/35%，提升高强度钢应用占比，增加铝合金、镁合金、碳纤维材料单车用量以及降低碳纤维材料的成本, 其中镁合金材料目标2020/2025/2030 年单车用镁合金达15Kg/25Kg/45Kg。

欧洲、北美、日本等车用镁合金渗透率较高，价格与技术是目前制约国内镁合金行业发展的主要因素，市场空间有待打开。

中国产业信息网数据显示，目前北美单车用镁量约为3.5kg，奥迪A4 上每辆车使用镁合金达到14kg。欧洲范围内60 多种汽车零部件已采用镁合金材质，北美使用和研发中的镁合金零部件有100 多种。而国产汽车每辆用量平均仅1.5kg，远低于欧美国家的使用量。

1、碳中和下，镁合金减排效果更具优势

镁合金零部件的整个生产过程中的每千克排放量更高（从矿石到零部件全过程）。而这些较高的排放量可以在镁零部件使用阶段得到补偿。可以节省的燃油量和排放量取决于减轻的重量。根据国际镁协的测算，与铝部件相比，当前镁市场的所有镁生产情景的温室气体排放净平衡为正，即不论使用哪种工艺生产的镁，用镁制汽车部件替代铝制部件都会有更佳的温室气体减排效应。而如果铝部件使用煤电生产的碳密集型原铝材料，镁的减排效应会更加显著。

2、 镁电池超越锂离子电池的潜力

高能量密度新型镁电池与锂离子电池相比

（1）镁不如锂活泼易于加工操作，镁暴露在空气也比锂安全，而且镁电池没有类似锂电池的枝晶生长的问题。

（2）锂的熔点约为180摄氏度，而镁的熔点高达约650摄氏度，因而更为安全；与锂离子电池相比其充电量和放电电压更高，而成本则低得多。

（3）镁的蕴藏量也比锂丰富得多是后锂时代重要候选材料之一，新型镁电池比锂离子电池储能效率更高、更便宜、更安全，镁电池的广泛可用性对推动电动汽车和分布式储能技术发展具有决定性作用。

（4）新型镁电池具有能量高、体积小、重量轻、容量大、贮存寿命长、工作度范围宽、应用领域广、性价比优势大、环保无污染、可二次回收的特点。

（5）锂离子电池的限制因素之一就是它的阳极，出于安全考虑锂离子电池中必须使用低容量的碳棒，因为纯锂材料的阳极能够引发危险的短路甚至起火。相比之下镁作为阳极更加安全，因此阴极材料与镁搭配会让电池体积更小但储存能力更强。

所以，镁电池相比锂电池，不仅提高了能量密度，而且提高了电池的安全性，降低了成本。同时锂资源也面临储量有限且分布不均的问题，难以满足未来大规模储能要求。

文章来源：王牌健言王健，微弧大叔，镁途