石墨烯镁基复合材料是以金属镁或其合金为基体，通过引入石墨烯作为增强相所形成的新型轻质高强复合材料。该材料兼具镁合金密度低、比强度高、减震性好和石墨烯超高强度、优异导热/导电性及阻隔性能等优势，显著提升基体的力学性能、耐磨性、抗腐蚀性和高温稳定性。典型应用场景包括航空航天结构件（如卫星支架、无人机壳体）、新能源汽车轻量化部件（电池包壳体、轮毂）、便携式电子设备外壳以及生物可降解植入器械等，被视为实现“减重即减排”战略目标的关键候选材料之一。
在制备技术方面，石墨烯镁基复合材料面临两大核心挑战：石墨烯在镁熔体中的均匀分散与界面结合控制。目前主流工艺包括粉末冶金法（球磨混合+热压/放电等离子烧结）、搅拌铸造法（辅以超声或表面活性剂处理）以及原位合成法（如通过碳源裂解在镁基体中原位生成石墨烯）。近年来，研究聚焦于界面工程——通过氧/氮掺杂石墨烯、构建三维石墨烯网络骨架或引入纳米级中间层（如TiC、Al₂O₃），有效抑制石墨烯团聚并强化载荷传递效率。2024年，中科院金属所开发出“梯度石墨烯网络增强镁合金”，拉伸强度达420 MPa，较纯镁提升近3倍，同时保持良好塑性；韩国KAIST团队则利用低温分子束外延技术实现原子级界面调控，显著改善高温蠕变抗力。
随着全球“双碳”目标推进，对高性能轻量化材料的需求持续攀升。根据新思界产业研究中心发布的
《2026-2030年中国石墨烯增强镁基复合材料行业市场深度调研及发展前景预测报告》显示，国际航空运输协会（IATA）提出2050年航空业净零排放目标，推动飞机减重每10%可节省燃油消耗约7%；新能源汽车领域，每减重100 kg可提升续航5-8%，促使主机厂加速采用镁基材料替代铝合金。此外，在5G基站散热壳体、可穿戴设备结构件等新兴场景中，石墨烯镁基复合材料的高导热-轻质协同特性亦展现出独特价值。
当前，石墨烯镁基复合材料行业研发主要由科研机构主导，产业化尚处早期阶段。国际领先者包括美国MIT、德国HZG研究所、日本东北大学等，在界面设计与多尺度模拟方面积累深厚；中国企业如万丰奥威、云海金属、银邦股份已布局镁合金深加工，但石墨烯增强复合材料仍多处于中试阶段。石墨烯供应商（如常州第六元素、宁波墨西）正与镁冶炼企业合作开发专用功能化石墨烯粉体，以解决分散难题。
新思界
产业研究员认为，未来，石墨烯镁基复合材料将向“高性能化、低成本化、绿色制造”方向发展。一方面，通过开发水基环保分散剂、低温快速烧结工艺降低能耗；另一方面，探索废镁回收与石墨烯再生耦合路径，提升全生命周期可持续性。长远看，若能突破大尺寸构件成形与耐蚀涂层集成技术，其在商业航天与轨道交通领域的渗透率将显著提升。
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