隨著空間技術的發展，減輕結構材料的重量以提高有效載荷的承載能力和航天器的綜合性能迫在眉睫。鎂（Mg）合金具有密度低、比強度高、生物相容性好、電磁屏蔽性好等優點，是航空航天應用中減輕重量的理想金屬結構材料。然而，由于航天器要經歷發射振動、真空、原子氧、紫外照射、電子輻照環境和載人航天任務環境等特殊工作環境，因此航空航天中使用的結構材料必須考慮強度、模量、對空間環境的適應性以及導電性或防腐性能。

隨著鎂合金的發展，鎂合金在航天領域的應用也越來越多樣化。它們被用作結構材料和能源材料，包括火箭、行星任務、資源利用和航天器。

CO2中的鎂燃燒被認為是一次能源生產循環。為了充分開發火星任務的資源，鎂粉被用于與二氧化碳反應。研究發現，鎂粉和液態CO2雙推進劑火箭發動機可以正常工作，提供合格的點火和良好的燃燒性能。 200公斤的漏斗，配備25-30公斤的CO2/Mg火箭推進系統和9-13公斤的二氧化碳采集裝置，可以在火星表面進行10-15次跳躍，總射程為10-15公里，持續180個火星日，可以顯著增加漏斗的航程并縮短任務時間。

鎂以橄欖石（Mg，Fe2SiO4）的形式存在，含有32%的氧化鎂（MgO）。鎂可用于形成獨立的結構構件，并具有獨特的物理特性，例如電磁屏蔽，這使其適用于外星建筑[22\u201223]。為了降低持續太空計劃的成本，從小行星和行星土壤中獲得的鎂被確定為混合火箭推進劑的可能燃料，從而促進了內太陽系的探索和工業化。有人建議在月球風化層與Mg的燃燒中生產月球任務中的建筑材料。

重慶大學材料科學與工程學院的楊艷研究團隊在本文中重點介紹了鎂合金在航天器中的應用。綜述了鎂合金在航天服務中特殊性能的應用和需求。通過討論空間與地球表面功能的差異，提出了一些建議，以促進新型鎂合金在航空航天領域的應用和發展。

相關研究成果以題“Applications of magnesium alloys for aerospace: a review”發表在國際期刊Journal of magnesium and Alloys上。

鏈接：https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2213956723002281   

圖1

粉狀Mg和液態CO2的實驗體系（a）及不同操作條件下穩定火焰的結果（b）。

圖2

鎂合金熱控微弧氧化涂層的形貌。

圖3

化學鎳鉺涂層在ZK60（a）和ME20（b）合金上的初始沉積工藝。

圖4

洛克希德公司為衛星開發的鎂合金。（陀螺儀安裝框架板、負載傳遞接頭處的振動膜片、安裝電子設備的角托盤、抽屜隔板、微波裝置安裝框架）。

圖5

衛星支架。

圖6

面板擴展衛星面板的組成（a）和結構（b）。

 圖7

鎂作為結構的應用（a）及其電子封裝（b），以及隨機振動測試（c）。

圖8

上海航天精密機械研究所研制的大尺寸鎂合金產品。

圖9

航天器無干擾有效載荷結構。

圖10

CE-5的科學有效載荷。

圖11

金屬波紋喇叭天線（a）、波紋喇叭饋電（b）和偏置鏡面天線的常規設計（由ISS – Reshetnev公司提供）（c）。

圖12

制造的 175 毫米球面鎂合金反射鏡。左面板和右面板分別顯示鏡子的鏡面和背面。

燃料電池是航空航天領域最重要的能量集之一，儲氫能力是燃料電池在航天應用中輕量化的關鍵問題。鎂化合物中的儲氫被認為是最有前途的高效率、低風險和低成本儲氫技術之一。氫氣容量可達到14.9 wt.%，體積可達145–147 kg·cm−3，與目前的鋼瓶儲氫相比具有顯著的重量優勢。因此，它是一種很有前途的空間燃料電池儲氫材料。