形狀記憶合金是通過熱彈性與馬氏體相變及其逆變而具有形狀記憶效應的由兩種以上金屬元素所構成的材料。鎂是輕質金屬,以鎂為主要原料制成的鎂合金具有質量輕、強度高、彈性模量大、抗沖擊能力強等特性。形狀記憶鎂合金同時擁有形狀記憶合金與鎂合金的優點,具有形狀記憶效應、質量輕、抗沖擊能力強等特點,可以被廣泛應用到航空、航天、醫療、交通、機械、電子等多個領域。
常見的形狀記憶合金主要有鈦鎳基、鈦基、鎳基、鈷基、鐵基、銅基等,這些記憶合金密度大,質量重,用于精密儀器領域,會增大產品重量,影響產品功能集成化、大型化發展,用于航空航天領域,會增大火箭、航天飛行器重量,增加燃料燃燒量,因此輕質形狀記憶合金成為研究熱點。在此背景下,形狀記憶鎂合金被研發問世。
2016年,日本東北大學工程研究院發現鎂(Mg)-鈧(Sc)混合比例在4:1左右時,能夠形成形狀記憶合金,這種形狀記憶鎂合金密度低,與常見的鎳鈦基形狀記憶合金相比,其重量減輕至70%,并且還具有低溫超彈性等特性,在需要使用形狀記憶合金且對合金重量要求較嚴格的領域具有廣闊發展前景。
2020年,中國科學院金屬研究所與美國加州大學伯克利分校、中國工程物理研究院合作,將鎂熔融浸滲至增材制造的鎳鈦合金骨架中制成一種新型材料,具有形狀記憶與自修復功能,還具有阻尼性能更高、抗蠕變性能更好、可往復循環利用等優點,在精密儀器、航空航天等領域具有巨大應用潛力。
根據新思界產業研究中心發布的
《2021-2025年形狀記憶鎂合金行業深度市場調研及投資策略建議報告》顯示,2019年,我國形狀記憶合金市場規模約為70億元,初步估算2020年將達到89億元左右,預計到2025年市場規模將達到260億元左右,F階段,我國形狀記憶合金主要應用在高端醫療器械領域,未來隨著我國航空航天產業不斷發展壯大,形狀記憶合金在航空航天領域的需求將快速增長,形狀記憶鎂合金作為輕質產品,未來具有廣闊發展前景。
新思界
行業分析人士表示,鎂是最輕的結構金屬材料之一,形狀記憶鎂合金與現階段常見的其他形狀記憶合金相比,輕質優點突出,在航空航天、精密機械、醫療器械等行業中應用潛力巨大。現階段,全球形狀記憶合金產品種類不斷增多,但在應用領域仍處于發展初期階段,性能更優的新型產品仍在研發過程中,形狀記憶鎂合金作為輕質產品,研究較少,技術領域還有較大進步空間,尚未進入產業化發展階段。