随着空间技术的发展，减轻结构材料的重量以提高有效载荷的承载能力和航天器的综合性能迫在眉睫。镁（Mg）合金具有密度低、比强度高、生物相容性好、电磁屏蔽性好等优点，是航空航天应用中减轻重量的理想金属结构材料。然而，由于航天器要经历发射振动、真空、原子氧、紫外照射、电子辐照环境和载人航天任务环境等特殊工作环境，因此航空航天中使用的结构材料必须考虑强度、模量、对空间环境的适应性以及导电性或防腐性能。

随着镁合金的发展，镁合金在航天领域的应用也越来越多样化。它们被用作结构材料和能源材料，包括火箭、行星任务、资源利用和航天器。

CO2中的镁燃烧被认为是一次能源生产循环。为了充分开发火星任务的资源，镁粉被用于与二氧化碳反应。研究发现，镁粉和液态CO2双推进剂火箭发动机可以正常工作，提供合格的点火和良好的燃烧性能。 200公斤的漏斗，配备25-30公斤的CO2/Mg火箭推进系统和9-13公斤的二氧化碳采集装置，可以在火星表面进行10-15次跳跃，总射程为10-15公里，持续180个火星日，可以显著增加漏斗的航程并缩短任务时间。

镁以橄榄石（Mg，Fe2SiO4）的形式存在，含有32%的氧化镁（MgO）。镁可用于形成独立的结构构件，并具有独特的物理特性，例如电磁屏蔽，这使其适用于外星建筑[22\u201223]。为了降低持续太空计划的成本，从小行星和行星土壤中获得的镁被确定为混合火箭推进剂的可能燃料，从而促进了内太阳系的探索和工业化。有人建议在月球风化层与Mg的燃烧中生产月球任务中的建筑材料。

重庆大学材料科学与工程学院的杨艳研究团队在本文中重点介绍了镁合金在航天器中的应用。综述了镁合金在航天服务中特殊性能的应用和需求。通过讨论空间与地球表面功能的差异，提出了一些建议，以促进新型镁合金在航空航天领域的应用和发展。

相关研究成果以题“Applications of magnesium alloys for aerospace: a review”发表在国际期刊Journal of magnesium and Alloys上。

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

图1

粉状Mg和液态CO2的实验体系（a）及不同操作条件下稳定火焰的结果（b）。

图2

镁合金热控微弧氧化涂层的形貌。

图3

化学镍铒涂层在ZK60（a）和ME20（b）合金上的初始沉积工艺。

图4

洛克希德公司为卫星开发的镁合金。（陀螺仪安装框架板、负载传递接头处的振动膜片、安装电子设备的角托盘、抽屉隔板、微波装置安装框架）。

图5

卫星支架。

图6

面板扩展卫星面板的组成（a）和结构（b）。

 图7

镁作为结构的应用（a）及其电子封装（b），以及随机振动测试（c）。

图8

上海航天精密机械研究所研制的大尺寸镁合金产品。

图9

航天器无干扰有效载荷结构。

图10

CE-5的科学有效载荷。

图11

金属波纹喇叭天线（a）、波纹喇叭馈电（b）和偏置镜面天线的常规设计（由ISS – Reshetnev公司提供）（c）。

图12

制造的 175 毫米球面镁合金反射镜。左面板和右面板分别显示镜子的镜面和背面。

燃料电池是航空航天领域最重要的能量集之一，储氢能力是燃料电池在航天应用中轻量化的关键问题。镁化合物中的储氢被认为是最有前途的高效率、低风险和低成本储氢技术之一。氢气容量可达到14.9 wt.%，体积可达145–147 kg·cm−3，与目前的钢瓶储氢相比具有显著的重量优势。因此，它是一种很有前途的空间燃料电池储氢材料。