镁科研：重庆大学潘复生团队——电磁屏蔽镁合金的发展现状 ...
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随着5G通信、航空航天、智能终端以及新能源汽车的快速发展，电子设备产生的电磁干扰（EMI）问题日益突出。传统铜、镍等金属虽然具有优异的电磁屏蔽性能，但密度较高，不利于装备轻量化设计。镁合金因其低密度、高比强度和良好的导电性能，被认为是极具潜力的新一代电磁屏蔽材料。重庆大学潘复生团队系统综述了电磁屏蔽镁合金的发展现状，深入分析了组织结构、合金成分及第二相对屏蔽性能的影响规律，并总结了高性能电磁屏蔽镁合金的设计策略。电磁屏蔽性能主要来源于电磁波的反射、吸收以及多重反射三种作用机制。镁合金作为高导电金属材料，其屏蔽效果主要依赖于反射损耗（SER）。同时，晶界、第二相以及孔隙等微观结构能够提供额外反射界面，从而增强多重反射效应，提高整体屏蔽能力。图1：不同晶粒尺寸AZ31镁合金的电磁屏蔽性能及晶界阻抗失配示意图研究发现，织构是影响镁合金电磁屏蔽性能的重要因素之一。随着轧制变形量增加，晶粒取向逐渐趋于一致，材料表面阻抗降低，空气与材料之间的阻抗失配增大，从而增强电磁波反射能力。Mg-9Li合金在80%轧制变形后，其屏蔽效能较铸态材料显著提升。图2：Mg-9Li合金不同轧制状态下的织构演化及屏蔽性能变化进一步研究表明，AZ31镁合金经过轧制后形成明显基面织构，随着织构强度提高，材料电磁屏蔽效能持续增强。均匀取向晶粒形成大面积连续反射界面，可有效提高电磁波反射损耗，实现更优异的电磁防护效果。图3：AZ31镁合金织构强度与电磁屏蔽性能关系及作用机制示意图研究团队发现，第二相不仅影响导电性，其取向同样决定屏蔽性能。当板状Mg₂Sn相沿基面定向析出时，可形成类似多层反射结构，使电磁波在材料内部发生连续反射，从而显著提高反射损耗和整体屏蔽效能。图4：第二相取向对Mg-Zn与Mg-Sn合金电磁屏蔽性能的影响在Mg-Zn系合金中添加Y、Ce等稀土元素后，可形成稳定的稀土强化相和细小析出物，实现强度与屏蔽性能同步提升。其中Mg-5Zn-1Ce-2Y-0.5Zr合金在测试频段内屏蔽效能达到79–118 dB，同时屈服强度超过400 MPa，展现出优异综合性能。图5：Mg-Zn-Ce-Y-Zr合金的力学性能、电磁屏蔽性能及微观组织特征Mg-Li系合金因其极低密度受到广泛关注。通过累积叠轧（ARB）工艺构建多层组织后，材料内部形成大量界面结构，为电磁波提供多次反射路径。Mg-9Li-3Al-1Zn合金经过三道次ARB处理后，屏蔽效能达到99 dB，同时保持较好的力学性能。图6：ARB加工Mg-Li合金的层状组织与多层界面电磁屏蔽机制除传统镁合金外，镁基复合材料也展现出优异发展潜力。通过向Mg-9Li基体中引入Ni-Zn-Co铁氧体颗粒，可构建“金属反射层+颗粒多重反射层”复合结构，在12 GHz频率下实现接近99 dB的超高屏蔽效能，为高频电磁防护提供新思路。图7：Mg-9Li/NZCF复合材料结构及高频电磁屏蔽性能该综述系统揭示了晶粒尺寸、织构、合金元素及第二相等因素对镁合金电磁屏蔽性能的影响机制，并总结了Mg-Zn系、Mg-Al系、Mg-RE系以及镁基复合材料的发展规律。研究表明，通过组织调控与合金设计，可实现电磁屏蔽性能与力学性能协同提升。未来，高性能电磁屏蔽镁合金有望广泛应用于航空航天、电子信息、新能源汽车、电磁防护壳体及5G通信设备等领域。声明：以上所有内容源自各大平台，版权归原作者所有，我们对原创作者表示感谢，文章内容仅用来交流信息所用，仅供读者作为参考，一切解释权归镁途公司所有，如有侵犯您的原创版权请告知，经核实我们会尽快删除相关内容。鸣谢：镁途公司及所有员工诚挚感谢各位朋友对镁途网站的关注和关心，同时，也诚挚欢迎广大同仁到网站发帖 |
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