蔚山科学技术院:不去除铁杂质而是封存在颗粒中……有望降低对高纯度原料的依赖

一项新技术将原本轻便却易腐蚀、应用受限的镁合金腐蚀速度降至原来的最低约六十分之一。该技术没有去除引发腐蚀的铁杂质,而是通过其他物质将其包裹,使其无法与镁接触。


蔚山科学技术院表示,新材料工程系教授Park Seongsu领导的研究团队通过将镁合金中的铁杂质封存于微小颗粒内部,开发出高耐腐蚀性镁合金。

新开发的镁合金与现有镁合金浸泡在盐水中时的腐蚀程度对比。研究团队供图

新开发的镁合金与现有镁合金浸泡在盐水中时的腐蚀程度对比。研究团队供图

View original image

镁是结构金属中最轻的一种,在汽车、飞机、无人机和便携式电子设备等对轻量化要求较高的领域具有广泛应用潜力。但其缺点是容易在水或盐分环境中腐蚀。


尤其是镁原料中含有的微量铁,是加速腐蚀的主要原因。铁与镁直接接触时,周边镁会优先溶解,导致表面损伤加快。此前,为避免这一问题,业界主要考虑使用尽可能降低铁含量的高纯度镁原料。

利用核壳结构抑制腐蚀(微电偶腐蚀)的机制。研究团队供图

利用核壳结构抑制腐蚀(微电偶腐蚀)的机制。研究团队供图

View original image

研究团队反其道而行之,并未去除铁,而是选择将其封存,使其无法与镁接触。研究人员利用的原理是:在镁合金中添加少量钪后,会形成“核壳”结构,即富铁颗粒的中心部分被几乎不含铁的钪化合物外壳包裹。研究团队对多种元素进行了理论计算,最终选定钪作为适宜的添加元素。


实验结果显示,未添加钪的镁铝合金在盐水中浸泡3天后发生严重腐蚀;而添加钪的合金则未出现明显形态变化。


不去除铁而是“封存”……突破高纯度原料局限


根据重量变化测得的腐蚀速度从每年22.2毫米降至0.38毫米,约降至原来的六十分之一。即便仅在商用镁合金中添加极微量钪,腐蚀速度也降至原来的约七分之一。

研究团队照片。左为Park Seongsu教授,右为研究员Kim Jeonggi。蔚山科学技术院供图

研究团队照片。左为Park Seongsu教授,右为研究员Kim Jeonggi。蔚山科学技术院供图

View original image

尤其是,新合金中的铁杂质含量比超高纯度镁合金高出6倍以上,但腐蚀速度反而更慢。研究团队认为,这一成果突破了必须使用昂贵高纯度原料才能提高耐腐蚀性的传统思路,为新型合金设计提供了可能。


Park教授表示:“此前普遍认为,要提高镁基材料的耐腐蚀性,就必须使用尽可能降低铁含量的昂贵高纯度原料。该技术可降低对昂贵超高纯度原料的依赖,有望成为提升镁材料产业竞争力的设计技术。”



研究成果于2026年7月23日在线发表于国际学术期刊《科学进展》(Science Advances)。科学技术信息通信部、韩国研究财团等机构为该研究提供了支持。


本报道由人工智能(AI)翻译技术生成。

版权所有 © 阿视亚经济。未经许可不得转载,禁止用于AI训练及使用。

不容错过的热点