​​近年来，国内外学者对镁合金的研究越来越深入，除了力学性能、耐腐蚀和抗蠕变等性能以外，镁及镁合金的物理性能也引起了他们的关注并成为了主要的研究热点之一。发光二极管和电子产品等散热器件都要求材料具有较高的热导率。热导率是评价散热性能的关键参数，热导率的大小直接影响产品的使用寿命。如果产品的热导率太低，电子元件中产生的热量不易扩散或散热不及时，会严重影响材料的性能，从而降低产品的品质。

近日，北京工业大学杜文博教授、李淑波副研究员等人总结了镁及镁合金导热性能的研究进展。总结了国内外Mg–Zn、Mg–Al、Mg–Mn 和 Mg–RE系合金导热性能的研究进展，重点分析了固溶原子、热处理工艺、变形工艺和温度对镁合金导热性能的影响。文中也同时指出了镁合金导热性能研究中存在的一些关键科学问题以及未来研究方向。

镁合金的热导率极大程度上取决于它的成分。Mg–Zn系合金的导热系数较高，能达到130 W/(m·K)；而 Mg–RE系合金的导热系数却很低，基本在100 W/(m·K)以下。Mg–RE系合金虽然具有较高的强度，但由于稀土原子与镁原子之间的化学键、半径和核外电子的差异较大，因此开发高导热的稀土镁合金仍然是一个挑战。

溶质原子和晶格缺陷的减少对提高镁合金的热传导性能具有重要意义。固溶原子作为异质原子固溶于镁基体中，无论是作为间隙原子还是作为置换原子，必然导致镁基体产生晶格畸变，使得电子与声子在传热的过程中被散射几率增加，电子与声子的运动受阻，从而降低了合金的热导率。因此，采用适宜的工艺手段或添加合金元素，从而减小合金基体中的固溶原子数量是提高热导率最有效的途径。

镁及镁合金导热性能的研究已取得一些结果，然而一些基础性的科学问题仍需要进行深入的研究。如采用先进的技术设备直观观察或采集微观粒子的运动状态，分析合金导热机理；利用镁合金导热性能的重要影响因素（如溶质原子、沉淀析出相、晶粒尺寸和织构等），建立其与镁合金导热系数的模型。

文章发表

该综述发表在《Journal of Magnesium and Alloys》2020年第八卷第一期：

[1] S. Li, X. Yang, J. Hou, W. Du, A review on thermal conductivity of magnesium and its alloys, Journal of Magnesium and Alloys 8(1) (2020) 78-90.

中文摘要

本文综述了Mg–Zn、Mg–Al、Mg–Mn 和 Mg–RE系合金导热性能的研究进展。重点总结了固溶原子、热处理工艺、变形工艺和温度对镁合金导热性能的影响。对于单一的固溶原子，它对热导率的影响很大程度上取决于它的化合价、半径和核外电子。通过固溶处理可降低镁合金的导热系数，而通过时效和/或退火处理可提高其导热系数。对于变形镁合金，其沿TD或ND方向的导热系数优于沿ED或RD方向。我们希望这篇综述对那些正在开发具有优异导热性能镁合金的研究者有所帮助。

Abstract

This review summarizes recent researching works the thermal conductivity of Mg–Zn, Mg–Al, Mg–Mn and Mg–RE alloys. Solute atoms, heat treatment, deformation and temperature, which have significant influence on the thermal conductivity of magnesium alloys, are highlighted. For an individual solute atom, its effects on thermal conductivity are highly dependent on its chemical valence, radius and extra-nuclear electrons. The thermal conductivity of Mg alloys is decreased by solution treatment, but improved by aging and/or annealing treatments. As for the deformed Mg alloys, the thermal conductivity along transverse or normal direction is superior to that of along extrusion or rolling direction. We expect this review is helpful for those who are working on developing Mg alloys with superior thermal conductivity.​​​​