镁基能源材料的制备及应用
一类新型镁材料——镁基金属有机骨架材料
2018年第37卷第9期 CHEMICAL INDUSTRY AND ENGINEERING PROGRESS·3437·化 工 进展一类新型镁材料——镁基金属有机骨架材料韩森建，王海增（中国海洋大学化学化工学院，山东 青岛 266100）摘要：镁基金属有机骨架材料（Mg-MOFs ）是近年来逐渐受到关注的一类新型功能材料，其种类与结构多样化，使其在很多领域中展现出了潜在的应用价值，为镁资源的开发利用开拓了一个新的领域。
本文从Mg-MOFs 的种类、特点、制备方法、应用以及稳定性5个方面展开论述。
详细阐述了Mg-MOFs 在催化、药物缓释、光学材料、气体储存、气体吸附和分离等方面的应用，着重介绍了Mg-MOFs 的储氢能力和对二氧化碳的吸附能力及对不同混合物的选择分离能力。
提出了今后Mg-MOFs 的研究重点：优化Mg-MOFs 的制备条件，降低制备难度及成本；选择新的配体源及溶剂，开发具有结构稳定、高比表面积、功能多样的Mg-MOFs ，扩大其在气体吸附与选择性分离方向的应用；将Mg-MOFs 应用于复合材料中，拓宽其应用范围。
关键词：镁基金属有机骨架材料；羧酸配体；储氢；分离中图分类号：O6-1 文献标志码：A 文章编号：1000–6613（2018）09–3437–09 DOI ：10.16085/j.issn.1000-6613.2017-2174A new material of magnesium complexes——magnesium based metalorganic frameworksHAN Senjian , WANG Haizeng(College of Chemistry and Chemical Engineering, Ocean University of China, Qingdao 266100, Shandong, China)Abstract ：Magnesium based metal organic frameworks (Mg-MOFs), as a new kind of functional material, have recently drawn much research attention. Due to the diversified specie and structures, Mg-MOFs have shown potential applications in many fields, which provide a new research area for the development and utilization of magnesium resources. Five aspects on Mg-MOFs are discussed in this article, including the main types, characteristics, preparation method, applications and stability. The applications of Mg-MOFs in catalysis, drug delivery, optical properties, gas storage, adsorption and separation are elaborated, and the capacities of hydrogen storage, carbon dioxide adsorption and selective uptake are presented emphatically. In addition, the prospects and challenges in the future are pointed out. For instance: optimizing the preparation conditions of Mg-MOFs to reduce the process difficulty and costs; selecting new ligands and solvent to prepare Mg-MOFs of high surface area, developing varieties of functional Mg-MOFs with structural stability to expand their applications in gas adsorption and separation, and applying Mg-MOFs to the composite materials to extend their application range.Key words: magnesium based metal organic frameworks (Mg-MOFs); ligands of carboxylic acid; storage hydrogen gas; separation我国镁资源总储量世界第一，包括固态镁资源和液态镁资源[1]。
镁基复合材料的制备
书山有路勤为径，学海无涯苦作舟
镁基复合材料的制备
镁及镁合金虽具有密度低、比强度大、比刚度高和抗冲击性强等诸多优点。
但是也有一些固有缺点，如硬度、刚度、耐磨性、燃点较低、不是一种良好的结构材料，使其应用受到相当大的制约。
若向镁基体中添加陶瓷颗粒或碳纤维制成复合材料，则可以在很大程度上改善镁的力学性能，提高耐热和抗蠕变性能，降低热膨胀系数等。
可作为复合材料增强相的颗粒有：氧化物、碳化物、氮化物、陶瓷、石墨和碳纤维等。
制备镁基复合材料的工艺主要是：铸造法、粉末冶金法、喷射沉积法。
铸造法
铸造法是制备镁合金复合材料的基本工艺，可分为搅拌混合法、压力浸渗法、无压浸渗法和真空渗法等。
搅拌铸造法(Stiring Casting)
此法是利用高速旋转搅拌器浆叶搅动金属熔体，使其剧烈流动，形成以搅拌旋转轴为中心的漩涡，将增强颗粒加入漩涡中，依靠漩涡负压抽吸作用使颗粒进入熔体中，经过一段时间搅拌，颗粒便均匀分布于熔体内。
此法简便，成本低，可以制备含有Sic、Al2O3、SiO2、云母或石墨等增强相的镁基复化材料。
不过也有一些难以克服的缺点：在搅拌过程中会混入气体与夹杂物，增强相会偏析与固结，组织粗大，基体与增强相之间会发生有害的界面反应，增强相体积分数也受到一定限制，产品性能低，性价比无明显优势。
用此法生产镁基复合材料时应采取严密的安全措施。
液态浸渗法(Liquid infiltration process)
用此法制备镁基复合材料时，须先将增强材料与黏接剂混合制成预制坯，用惰性气体或机械设备作用压力媒体将镁熔体压入预制件间隙中，凝固后即成为复合材料，按具体工艺不同又可分为压力浸渗法、无压、浸渗法和真空浸渗。
三元镁基热电材料的性能及制备方法
三元镁基热电材料的性能及制备方法／杜大伟等305三元镁基热电材料的性能及制备方法。
杜大伟，王昊，宋仁伯，刘娜娜(北京科技大学材料科学与工程学院，北京100083)摘要掺杂是一种提高热电材料性能的常用方法，通过掺杂得到的三元镁基热电材料具有更好的综合性能。
概述了三元镁基热电材料的性能、常用制备方法，介绍了几种常见的三元镁基热电材料。
关键词三元镁基热电材料制备掺杂M92Si l--xG ex M92Si l--xs吣Pr ope r t i es a nd Pr epar at i on of T er nar y M g-bas ed T her m oel ec t r i c M a t er i al sD U D aw ei，W A N G H aO，SO N G R enbo，LI U N a na(School of M at er i a l s S c i e nce a nd E ngi neer i ng，U ni ver si t y of Sc i ence and Technol ogy B ei j i ng，B ei j i ng100083)A bs t ract D o pi n g i s a com m onl y used m et hod i m provi ng pr ope r t i es of t he r m oel ect r i c m a t er i al s．T er nar y M g—ba se d t he rm oe l ect r i c m at er i al s m ade by dopi ng ha ve bet t er c om pr e he nsi ve pr oper t i es．T h e paper s um m ar i zes t he per—f or m ance and pr epa r at i on of t het er n ar y M g-b as edt herm oel e ct ri c m a t er i al s，and i n t r od uce s seve r al ki n ds of com m on t e r n ar y M g—bas ed t he r m oe l ect r i cm at eri als．K ey w or ds t e r nar y M g—base dt he rm oe l ect r i c m at erials，preparat ion，doping，M92Sil一，G％，M92Si卜。
(完整word版)镁基复合材料制备技术、性能及应用发展概况
镁基复合材料制备技术、性能及应用发展概况摘要：镁基复合材料因其轻量化和高性能而成为当今高新技术领域中最富竞争力和最有希望采用的复合材料之一。
大致笔述了常用镁基复合材料研究概况、制备技术、性能及应用前景。
关键词：镁基复合材料制备技术性能应用Fabrication，Properties and Application of M agnesium—matrix CompositesDONG Qun CHEN Liqing ZHAO Mingjiu BI Jing(Institute of Metal Research，Chinese Academy of Sciences，Shenyang 110016，China)Abstract Magnesium—matrix composites with lightweight and high performance are becoming one of themost competitive and promising candidates in the applications of high—tech fields．An overview is made on the fabri—ating techniques，mechanical properties and applications for the typical magnesium—matrix composites，and theresearch trend is proposedKey words magnesium matrix composite，fabrication，properties，application. 0引言：镁基复合材料是继铝基复合材料之后又一具有竞争力的轻金属基复合材料【E1】，主要特点是密度低、比强度和比刚度高，同时还具有良好的耐磨性、耐高温性、耐冲击性、优良的减震性能及良好的尺寸稳定性和铸造性能等；此外，还具有电磁屏蔽和储氢特性等，是一类优秀的结构与功能材料，也是当今高新技术领域中最有希望采用的复合材料之一；在航空航天、军工产品制造、汽车以及电子封装等领域中具有巨大的应用前景。
镁合金材料的制备与应用
镁合金材料的制备与应用随着科技和工业的不断发展，材料科学也在不断地发展和进步。
其中，镁合金材料是一种备受瞩目的高强度、轻质、环保的材料，被广泛应用于航空、汽车、电子、医疗等领域。
本文将介绍镁合金材料的制备与应用。
一、镁合金材料的制备镁合金是由镁和其他金属元素合成的合金，具有低密度、高比强度、耐腐蚀性好等特点，常用于制造航空、汽车、电子、医疗等领域的零部件和器件。
镁合金的制备方法多种多样，常见的有以下几种。
1. 真空熔炼法真空熔炼法是一种制备高纯镁合金的方法，主要通过高温真空熔炼将镁和其他金属元素的混合物合成镁合金。
该方法制备的镁合金纯度高、含氧量低、杂质少，但制备过程复杂、成本高。
2. 粉末冶金法粉末冶金法是一种材料制备方法，主要通过高能球磨或化学还原等技术将镁和其他金属元素粉末混合后，在高温高压条件下压制成型。
该方法制备成本低、工艺简单、能够制备出各种形状的材料，但制备周期长、工艺参数难控制。
3. 氮化物反应法氮化物反应法是一种制备高性能镁合金的方法，主要通过将金属镁和氮化物在高温下反应制备成镁氮化物，之后通过还原反应获得镁合金。
该方法制备出的镁合金密度高、强度高、延展性好，但制备过程复杂、成本高，需要使用高温等特殊条件。
二、镁合金材料的应用随着人们对环保和能源消耗的重视，镁合金材料在各个领域中的应用逐步增加。
以下是镁合金材料常见的应用场景。
1. 航空领域航空领域对材料的高强度、轻质、抗疲劳等要求很高，镁合金正是符合这些要求的材料之一。
在飞机、直升机等飞行器的制造过程中，将镁合金用作机身结构材料、发动机外罩、支撑件等，能够大幅度降低整个飞行器的重量，提升飞行器的效率和性能。
2. 汽车领域镁合金也被广泛应用于汽车领域。
在汽车制造过程中，将镁合金用作车身结构材料、发动机散热器、变速器壳体、制动器等部位，能够降低整车重量、提高车辆的燃油效率和动力性能，同时还能减少对环境的污染。
3. 电子领域随着电子设备的不断更新换代，对电子材料的性能要求也在不断提高。
镁基复合材料的应用及发展
镁基复合材料的应用及发展镁基复合材料是一种由镁合金基体和其他增强材料组成的复合材料。
镁合金具有低密度、高比强度和良好的机械性能等优点，但其在高温和腐蚀环境下的性能较差。
通过将其他增强材料与镁合金基体结合，可以改善镁合金的性能，并拓展其应用领域。
以下将详细介绍镁基复合材料的应用及发展。
一、航空航天领域镁基复合材料在航空航天领域有着广泛的应用。
由于镁合金具有低密度和高比强度，可以减轻飞机和航天器的重量，提高其燃油效率和载荷能力。
同时，镁基复合材料还具有良好的耐腐蚀性能，可以在恶劣的环境下使用。
目前，镁基复合材料已经成功应用于飞机结构、发动机零部件、导弹和航天器等领域。
二、汽车工业镁基复合材料在汽车工业中也有着广泛的应用前景。
由于镁合金具有低密度和良好的机械性能，可以减轻汽车的重量，提高燃油效率和行驶性能。
此外，镁基复合材料还具有良好的吸能性能，可以提高汽车的碰撞安全性。
目前，一些汽车制造商已经开始使用镁基复合材料制造车身和零部件，以实现轻量化和节能减排的目标。
三、电子领域镁基复合材料在电子领域也有着广泛的应用。
由于镁合金具有良好的导电性能和热传导性能，可以用于制造电子器件和散热器等。
此外，镁基复合材料还具有良好的抗电磁干扰性能，可以提高电子设备的稳定性和可靠性。
目前，一些电子产品中已经开始使用镁基复合材料，如手机、平板电脑和电视等。
四、医疗领域镁基复合材料在医疗领域也有着潜在的应用价值。
由于镁合金具有良好的生物相容性和生物降解性，可以用于制造骨科植入物和修复器械等。
此外，镁基复合材料还具有良好的抗菌性能，可以预防感染和促进伤口愈合。
目前，一些医疗器械制造商已经开始研发和应用镁基复合材料，以提高医疗器械的性能和安全性。
随着科学技术的不断进步，镁基复合材料的应用领域还将不断拓展。
未来，随着材料制备技术的改进和材料性能的提高，镁基复合材料有望在更多领域发挥重要作用。
同时，还需要进一步研究镁基复合材料的制备工艺、性能测试和应用评价等方面的问题，以推动其在实际应用中的发展。
镁基氢储能材料
镁基氢储能材料全文共四篇示例，供读者参考第一篇示例：镁基氢储能材料是一种新型的储能材料，具有很高的储氢容量和较低的能量密度，是一种很有潜力的替代传统能源的新型材料。
随着清洁能源的发展和氢能经济的兴起，镁基氢储能材料备受关注，被认为是未来能源领域的一大突破。
本文将详细介绍镁基氢储能材料的制备方法、特性和应用前景。
一、镁基氢储能材料的制备方法镁基氢储能材料的制备方法主要包括机械合金化法、溶液法、气相法等。
机械合金化法是一种较为常见的制备方法，具体过程为将镁粉和氢气充分混合，并在一定条件下进行高温高压反应，将氢气吸附于镁粉表面形成储氢材料。
溶液法则是将氢化镁与溶剂进行反应，制备出氢化镁溶液，再通过脱水或干燥等方式将溶液中的氢化镁转化为固态储氢材料。
气相法则是将镁粉与氢气在高温高压环境下进行反应，制备出储氢材料。
镁基氢储能材料具有很高的储氢容量和较低的能量密度。
镁的氢化反应是吸放热反应，吸热量较大，每克镁可以储存大约7.6%的氢气，具有很高的储氢容量。
镁基氢储能材料还具有较低的能量密度，占据空间小，适合在轻量化储氢系统中应用。
镁基氢储能材料还具有良好的循环稳定性和储氢/放氢速率，可以满足多种工况的需求。
镁基氢储能材料具有广阔的应用前景。
镁基氢储能材料可以作为氢能源的储存媒介，可用于储氢罐、氢燃料电池等领域。
镁基氢储能材料还可作为能量储备材料，用于太阳能、风能等清洁能源的储存和输送。
镁基氢储能材料还可以作为动力源，用于无人机、电动车等电力设备的动力输出。
第二篇示例：一、镁基氢储能材料的基本原理镁基氢储能材料是通过将氢气与镁金属反应生成镁氢化物的方式来实现能量的储存。
在此反应过程中，氢分子会进入到镁金属的晶格内，形成镁氢化物。
当需要释放能量时，只需将镁氢化物加热或者施加压力，就能释放出储存的氢气，从而实现能量的释放。
1. 能量密度高：镁基氢储能材料的理论能量密度达到1300Wh/kg，远高于传统的储能技术如锂离子电池的能量密度。
镁基复合材料ppt课件.ppt
结构、功能
篮球比赛是根据运动队在规定的比赛 时间里 得分多 少来决 定胜负 的，因 此，篮 球比赛 的计时 计分系 统是一 种得分 类型的 系统
熔体浸渗法 (Melt Infiltration Process)
将增强相预制成形，再通过压力，将熔融的基体金属渗入到预 制体间隙中，达到复合化的目的。熔体浸渗法包括压力浸渗、无压 浸渗与负压浸渗。
篮球比赛是根据运动队在规定的比赛 时间里 得分多 少来决 定胜负 的，因 此，篮 球比赛 的计时 计分系 统是一 种得分 类型的 系统
其他制备方法
薄膜冶金工艺 (Foil Metallurgy Processing) RCM法 (Rotation Cylinder Method) DMD法 (Disintegrated Melt Deposition) 重熔稀释法 (Remelting and Dilution ) 低温反应自熔 ( RSM) 混合盐反应法 ( LSM ) 放热反应法( XD) 气泡法 (Gas-bubbling Method) 反复塑性变形法(Repeated Plastic Working)
在种类、体积等其它属性相同的情况 下，形状圆润的增强体有利于复合材 料耐磨性的提高。
在体积分数较低时，镁基复合材料的 耐磨性一般随硬质增强体体积分数的 增加而提高
复合材料的磨损率随载荷的增大而增加，存 在一个磨损由轻微向剧烈转变的载荷，石墨 的加入延迟了复合材料向剧烈磨损的转变。
篮球比赛是根据运动队在规定的比赛 时间里 得分多 少来决 定胜负 的，因 此，篮 球比赛 的计时 计分系 统是一 种得分 类型的 系统
原位反应自发浸渗工艺(Insitu Reactive Infiltration Process) 利用金属熔体自发渗入和原位放热反应直接合成增强相这2个工艺过
镁基复合材料的应用
镁基复合材料的应用镁基复合材料是一种以镁合金为基体，与其他金属、陶瓷、聚合物等材料进行复合加工而成的新型材料。
它具有密度低、比强度高、耐热性好等优点，因此在航空航天、汽车、电子、医疗等领域有着广泛的应用前景。
镁基复合材料在航空航天领域的应用是其重要领域之一。
随着航空航天技术的发展和需求的提高，要求材料具有较轻的重量、良好的机械性能和热稳定性，镁基复合材料因其优异的特性而备受关注。
它可以用于制造飞机结构件、发动机零部件、燃料箱等，无形中减轻了飞机的自重，提高了航空器的使用效率，降低了燃油消耗，对于航空航天工业的可持续发展具有重要意义。
镁基复合材料在汽车领域也有着广泛的应用前景。
如今，人们对汽车的轻量化要求越来越高，以降低燃油消耗、减少污染、提升汽车性能和安全性。
而镁基复合材料因其轻质、高强度、抗腐蚀等特性，被广泛应用于汽车制造中，可以制造车身结构件、发动机零部件、悬挂系统等。
相对于传统的金属材料，镁基复合材料的使用可以使汽车减重，提高燃油经济性，降低尾气排放，同时提高汽车的安全性。
在电子领域，镁基复合材料也被广泛应用于各种电子产品的制造中。
它可以用来制造手机壳体、电脑外壳、平板电脑等产品的外壳，使得产品更轻便、耐用。
镁基复合材料还具有良好的导电性和热传导性，可以帮助电子产品散热，在保证产品性能的同时提高了产品的使用寿命。
医疗领域也是镁基复合材料广泛应用的领域之一。
由于镁合金具有生物相容性和生物降解性，因此被用于医疗器械的制造。
镁基复合材料可以用来制造骨骼植入物、手术器械等，与人体组织相容性好，不会对人体造成额外的伤害，并且可以在合适的时间内降解吸收，减少了二次手术的风险。
镁基复合材料在航空航天、汽车、电子、医疗等领域有着广泛的应用前景。
随着科技的不断发展和对材料性能要求的提高，相信镁基复合材料在未来会有更广泛更深入的应用，为各行各业带来更多的发展机遇。
镁基储氢材料
镁系储氢合金综述摘要：镁与镁基合金具有储氢量大，质量小，资源丰富，价格低廉等优点，受到人们的广泛关注。
本文介绍了镁系储氢合金的工艺、性能、应用及发展。
关键词：储氢材料，镁基合金，储氢性能，材料复合，镁基化合物前言氢能是最清洁且储量丰富的能源，储氢材料的发展及应用对环境保护和能源开发有着重要的意义。
镁基储氢合金是最有潜力的金属氢化物储氢材料，近年来已引起世界各国的广泛关注。
镁及其合金作为储氢材料,具有以下几个特点：(1)储氢容量很高,MgH2的含氢量达到7.6(wt)% ,而Mg2NiH4的含氢量也达到3.6(wt)%；(2)镁是地壳中含量为第六位的金属元素，价格低廉，资源丰富；(3)吸放氢平台好；(4)无污这些缺点严重阻碍了镁染。
但镁及其合金作为储氢材料也存在三个缺点：(1)吸放氢速度较慢,反应动力学性能差；(2)氢化物较稳定，释氢需要较高的温度；(3)镁及其合金的表面容易形成一层致密的氧化膜。
以上基储氢合金的实用化进程。
近年来，镁基复合储氢材料的研究取得了明显突破，本文简要介绍镁基复合储氢材料吸放氢性能的改善。
1 镁基储氢材料体系最早开始研究镁基储氢材料的是美国布鲁克-海文国家实验室, Reilly和Wiswall在1968年首先以镁和镍混合熔炼而成Mg2Ni合金。
后来随着机械合金化制备方法的出现，揭开了大规模研究镁基储氢材料的序幕。
据不完全统计，到目前为止人们研究了近1 000多种重要的镁基储氢材料，几乎包括了元素周期表中所有稳定金属元素和一些放射性元素与镁组成的储氢材料。
通过研究，发现这些镁基储氢材料可以分为单质镁储氢材料、镁基储氢合金和镁基储氢复合材料三大类。
1.1 单质镁储氢材料镁可直接与氢反应，在300～400℃和较高的氢压下，反应生成MgH2：Mg+H2=MgH2 , △H=-74.6 kJ/mol 。
MgH2理论氢含量可达7.6%，具有金红石结构，性能较稳定，在287℃时的分解压为101. 3 kPa。
镁基储氢材料
镁基储氢材料一、引言随着能源和环境问题的日益严重，寻找可再生、清洁的能源已成为全球研究的热点。
储氢技术作为一种高效、环保的能源储存方式，备受关注。
而镁基储氢材料以其高密度、低毒性、丰富资源等优点，成为当前研究的热点之一。
二、镁基储氢材料的分类1. 金属镁及其合金金属镁及其合金是最常见的镁基储氢材料之一。
它们具有较高的理论储氢容量和较好的可逆性，但存在反应动力学慢和加工难度大等问题。
2. 镁纳米颗粒镁纳米颗粒是指直径小于100纳米的纳米颗粒。
它们具有极高的比表面积和活性，可以显著提高反应速率和吸放氢性能。
3. 镁基复合材料镁基复合材料是指将金属镁或其合金与其他材料（如碳纤维、陶瓷等）组合而成。
这种复合材料既具有原有材料的优点，又能够弥补其缺点，具有较好的储氢性能和机械性能。
三、镁基储氢材料的制备方法1. 机械球磨法机械球磨法是一种常用的制备镁基储氢材料的方法。
该方法通过高能球磨机将金属镁或其合金与其他添加剂混合，形成纳米颗粒或复合材料。
2. 溶液法溶液法是利用化学反应在溶液中制备镁基储氢材料的方法。
该方法可以控制反应速率和反应物比例，获得较好的控制性和均匀性。
3. 气相沉积法气相沉积法是一种利用化学气相沉积技术在高温下制备纳米颗粒或薄膜的方法。
该方法可以获得高纯度、高活性的镁基储氢材料。
四、镁基储氢材料的应用前景1. 新能源汽车随着新能源汽车市场不断扩大，对于高效、安全、环保的储氢技术需求也越来越大。
镁基储氢材料以其高密度、低毒性等优点，成为新能源汽车储氢技术的研究热点。
2. 能源存储镁基储氢材料可以作为一种高效、可再生的能源存储方式，应用于电力系统和微网等领域，具有广阔的应用前景。
3. 其他领域镁基储氢材料还可以应用于航空航天、光伏发电、水利水电等领域，具有广泛的应用前景。
五、结论镁基储氢材料作为一种高效、环保的能源储存方式，具有广阔的应用前景。
随着相关技术和制备方法不断改进和完善，相信镁基储氢材料将会得到更加广泛的应用。
镁基储氢材料的性能及其在氢能源中的应用
镁基储氢材料的性能及其在氢能源中的应用随着清洁能源和可再生能源的兴起，氢能源作为一种充满潜力的能源逐渐被人们所重视。
而氢能源的储存技术是实现氢能源产业化的关键。
当前，氢气储存技术主要有压缩储氢、液氢储存和固态储氢三种方式。
相比之下，固态储氢由于其储氢容量高、储氢安全性好等特点，成为当前研究的热点。
而镁基储氢材料因其良好的储氢性能而备受瞩目。
一、镁基储氢材料的性能镁是一种轻质金属，其储氢能力非常优秀。
当镁与氢接触时，可以形成MgH2，其储氢质量分数可达到7.6 wt.%。
这一储氢质量分数虽然比较高，但镁本身储氢能力不能满足氢能源应用所需的高储氢密度。
因此，需要通过掺杂或纳米化等方法来提高镁的储氢性能。
目前，镁基储氢材料的研究主要集中在以下几个方面：1.掺杂改性：加入掺杂元素能够改变镁原子的空位结构及电子组态，改善镁的储氢性能。
常用的掺杂元素有过渡金属元素（如钴、铁、镍等）、贵金属元素（如铂、钯等）和碳等。
2.纳米化改性：通过纳米化技术可以大幅提高镁作为储氢材料的活性表面积，进而提高储氢性能。
此外，将镁与其他材料制成复合材料，也可以提高其储氢能力。
二、镁基储氢材料在氢能源中的应用由于氢能源以及镁基储氢材料的储氢性能获得了大幅度的提升，氢能源作为清洁无污染的能源来源有着巨大的发展与应用前景。
而镁基储氢材料在氢能源中的应用主要体现在以下几个方面：1.航空航天：随着航空航天技术的进步，无人飞行器逐渐在各个领域得到应用。
而镁基储氢材料可以作为无人飞行器和卫星的动力源，具有重要的应用价值。
2.交通运输：氢能源驱动的汽车、轮船等交通工具相比传统燃油车辆，有着更高的性能和更好的环保特点。
镁基储氢材料作为氢气的存储材料，可以大幅提高氢能源的储存密度，从而进一步推动氢能源在交通运输领域的应用。
3.储能系统：氢气还可以作为储能系统的储存介质。
镁基储氢材料的应用可以大幅降低氢气的储存成本，从而推动氢能源在能源储存领域的应用。
镁基固态储氢 案例
镁基固态储氢案例镁基固态储氢是一种新型的氢能源储存技术，具有高储氢密度、安全可靠、循环性能好等优点。
下面将介绍一些关于镁基固态储氢的案例。
1. 镁基固态储氢技术的原理和优势镁基固态储氢技术利用镁与氢反应生成氢化镁，从而实现氢能源的储存和释放。
与传统氢能源储存技术相比，镁基固态储氢具有储氢密度高、循环性能好、安全可靠等优势。
2. 镁基固态储氢材料的研究进展近年来，研究人员对镁基固态储氢材料进行了广泛研究。
通过改变材料的微观结构和添加催化剂等手段，提高了材料的储氢性能和循环稳定性。
3. 镁基固态储氢技术在汽车领域的应用镁基固态储氢技术在汽车领域具有广阔的应用前景。
相较于传统的氢燃料电池汽车，镁基固态储氢技术可以提供更高的储氢密度和更长的续航里程，同时还具有更高的安全性。
4. 镁基固态储氢技术在能源存储领域的应用除了汽车领域，镁基固态储氢技术还可以应用于能源存储领域。
通过将储氢材料与太阳能或风能等新能源相结合，可以实现能源的高效储存和利用。
5. 镁基固态储氢技术的发展前景和挑战镁基固态储氢技术在可持续发展和能源转型方面具有重要意义，但目前仍面临着储氢速率、循环稳定性等方面的挑战。
未来的研究方向将集中在材料设计和工艺改进上。
6. 镁基固态储氢技术的国际研究动态国际上许多研究机构和企业都在进行镁基固态储氢技术的研究。
美国、日本等国家在该领域取得了一定的研究成果，并已开始进行实际应用。
7. 镁基固态储氢技术的市场前景分析随着氢能源的不断发展和应用，镁基固态储氢技术在市场上有着广阔的前景。
预计在未来几年内，该技术将逐渐商业化，并在能源储存领域发挥重要作用。
8. 镁基固态储氢技术的环境效益和可持续性镁基固态储氢技术作为一种清洁能源储存技术，具有较低的碳排放和环境污染。
通过推广应用该技术，可以有效促进能源的可持续发展。
9. 镁基固态储氢技术的实验验证和工程应用研究人员通过实验室实验和工程应用验证了镁基固态储氢技术的可行性和可靠性。
镁基材料 应用场景
镁基材料应用场景全文共四篇示例，供读者参考第一篇示例：镁基材料是一种轻质、高强度、耐腐蚀的材料，具有良好的导热性和导电性，广泛应用于航空航天、汽车制造、电子设备、医疗器械等领域。
镁基材料在各行各业的应用场景中发挥着重要作用，为我们的生活和工作带来了诸多便利和可能性。
镁基材料在航空航天领域具有广泛的应用。
航空航天工业对于材料的要求非常高，要求材料具有轻质、高强度、高耐腐蚀性等特点，以满足飞行器的要求。
镁基材料正是符合这些要求的优质材料之一。
航空航天领域的发展离不开镁基材料，它被广泛应用于飞机发动机、航天器的结构件、航空仪器仪表等领域，为航空航天事业的发展做出了重要贡献。
镁基材料在汽车制造领域也有重要的应用。
随着汽车工业的快速发展，人们对汽车的舒适性、安全性和环保性要求越来越高，而镁基材料正是能够满足这些要求的优质材料之一。
镁基材料具有优异的吸能性能和耐热性能，可以大幅提升汽车的安全性和舒适性。
镁基材料的轻质特性也可以减轻汽车的自重，提高汽车的燃油效率。
在汽车制造领域，镁基材料被广泛应用于汽车发动机、车身结构、轮毂等部件，为汽车工业的发展带来了新的可能性。
镁基材料还在电子设备领域发挥着重要作用。
随着电子设备的不断更新换代，对材料的要求也越来越高，要求材料具有优良的导电性和散热性能。
镁基材料具有良好的导热性和导电性，可以有效降低电子设备的工作温度，提高设备的稳定性和可靠性。
在电子设备领域，镁基材料被广泛应用于电脑壳体、手机外壳、电池等组件，为电子设备的性能提升提供了有力支持。
镁基材料还在医疗器械领域发挥着重要作用。
医疗器械对材料的要求非常高，要求材料具有良好的生物相容性和抗腐蚀性，并且要求材料具有轻质、高强度等特点。
镁基材料正是符合这些要求的优质材料之一。
镁基材料具有良好的生物相容性和抗腐蚀性，可以有效降低医疗器械对人体的影响，具有广泛的应用前景。
目前，镁基材料已经被应用于人工骨骼、心脏起搏器等医疗器械领域，为医疗保健事业的发展提供了新的可能性。
镁基氢储能材料
镁基氢储能材料：未来能源存储的新希望
随着全球对可再生能源需求的持续增长，寻找高效、安全的储能技术已成为科研领域的热点。
在众多储能材料中，镁基氢储能材料因其独特的优势而备受关注。
镁基氢储能材料是一种金属固态储氢材料，具有储氢密度高、资源丰富、成本低廉等优点。
它的储氢能力远超其他金属储氢材料，被认为是最具应用前景的储氢材料之一。
一旦大规模应用，将有望从根本上改变传统储能模式中效率低、成本高、安全性差等问题。
镁基氢储能材料的工作原理主要基于镁与氢之间的化学反应。
在高温条件下，镁可以与氢气发生反应，生成氢化镁。
这个过程是可逆的，意味着当需要释放氢气时，只需对氢化镁进行加热，即可使其分解并释放出氢气。
这种储氢方式不仅安全便捷，而且储氢密度极高，远高于气态和液态储氢方式。
除了储氢密度高外，镁基氢储能材料还具有成本低、资源丰富等优势。
镁是地球上储量丰富的元素之一，其开采和加工成本相对较低。
这使得镁基氢储能材料在大规模应用时具有显著的经济优势。
此外，镁基氢储能材料在安全性方面也表现出色。
与传统的高压气态储氢方式相比，固态储氢具有更高的安全性。
镁基氢储能材料在常温常压下即可稳定存储氢气，降低了对附属设备的要求和安全隐患。
总之，镁基氢储能材料凭借其高储氢密度、低成本、资源丰富和安全性高等优势，展现出巨大的应用潜力。
随着科研工作的深入进行和技术的不断进步，我们有理由相信，镁基氢储能材料将在未来的能源存储领域发挥重要作用。
镁基复合材料
镁基复合材料镁基复合材料是一种新型的轻质高强材料，由镁合金作为基体，与其他材料进行复合制备而成。
镁合金作为一种轻质金属材料，具有优异的比强度和比刚度，同时具有良好的机械性能和耐腐蚀性能，因此被广泛应用于航空航天、汽车、电子等领域。
然而，由于镁合金的塑性和韧性较差，限制了其在一些特殊环境下的应用。
因此，将镁合金与其他材料进行复合，以期获得更好的综合性能，成为了一种重要的研究方向。
首先，镁基复合材料可以通过增强相的添加来提高其力学性能。
常见的增强相包括碳纤维、陶瓷颗粒、纳米颗粒等。
这些增强相可以有效地提高材料的强度和刚度，同时不影响其轻量化的特性。
例如，碳纤维具有极高的拉伸强度和模量，可以显著提高镁基复合材料的强度和刚度，使其在航空航天领域得到更广泛的应用。
其次，镁基复合材料还可以通过表面处理来改善其耐腐蚀性能。
镁合金本身具有良好的耐腐蚀性能，但在一些特殊环境下，仍然会受到腐蚀的影响。
因此，采用表面涂层、阳极氧化等方法对镁基复合材料进行表面处理，可以有效地提高其耐腐蚀性能，延长材料的使用寿命。
例如，采用阳极氧化处理可以在镁合金表面形成致密的氧化层，有效地阻止了腐蚀介质的侵蚀，提高了材料的耐腐蚀性能。
此外，镁基复合材料还可以通过热处理来改善其综合性能。
通过合理的热处理工艺，可以有效地调控材料的组织和性能，提高其强度、塑性和耐热性能。
例如，采用固溶处理和时效处理工艺可以显著提高镁基复合材料的强度和耐热性能，使其在高温环境下具有更好的稳定性和可靠性。
总的来说，镁基复合材料具有轻质、高强、耐腐蚀等优良性能，是一种具有广阔应用前景的新型材料。
通过增强相的添加、表面处理和热处理等方法，可以进一步提高镁基复合材料的综合性能，满足不同领域对材料性能的要求，推动其在航空航天、汽车、电子等领域的应用。
相信随着技术的不断进步和研究的深入，镁基复合材料将会得到更广泛的应用，并为人类社会的发展做出更大的贡献。
镁基材料的制备及其在储氢中的应用研究
镁基材料的制备及其在储氢中的应用研究随着能源需求的快速增长，传统化石能源不可避免地走向枯竭，人们对于新能源的探索变得愈发迫切。
而氢能源作为清洁、高效的替代能源，备受青睐。
然而，氢气具有低密度、易泄漏等缺陷，需要高效的储存材料进行储存。
与此同时，新材料的研究也成为了当前材料科学研究领域的热点，镁基材料因其低密度、高储氢容量等优异特性成为了研究的热点。
本文将从镁基材料的制备和氢储存机理入手，分析其在氢存储中的应用。
一. 镁基材料制备（1）物理法制备物理法制备是指通过物理方法从原始材料中提取制备所需材料。
该方法工艺简单，适用于少量的实验室制备。
具体步骤是将高纯度的制备原料导入反应器中，然后在恰当条件下，进行反应，得到制备材料。
（2）化学法制备化学法制备是指将一定量的原始材料在液相中反应得到所需材料的制备方法。
其中，溶胶-凝胶法、水热法、气相转移法和共沉淀法等，是目前研究较多的化学法制备方法。
其中，共沉淀法是镁基材料制备的主要方法之一，通过溶液共沉淀法可制备出镁基纳米材料，其结构比表面积大，氢化性能优。
二. 镁基材料在储氢中的应用镁基材料是一种优化氢储存中的选择，具有高储氢容量、良好的充放电动力学性能以及低成本。
因此，它是一种理想的氢储存材料，广泛应用于氢储存材料领域。
在储氢系统中，镁基材料应用主要呈现出以下几个方面：（1）氢相互作用机制在储氢过程中，镁基材料会吸收氢气，必须对其吸氢动力学进行表征，以便更好地理解其吸氢性能。
吸氢机制分为扩散和反应两个方面。
由于氢原子小，其在材料内的运动趋向于扩散，因此，大多数研究集中在扩散机制上。
同时，质子成键和电子共振体现了带负电荷的基团的铰链较强的反应性，这是反应机制的重要方面。
（2）表征镁基材料性质高纯度镁基材料在氢储存中有广泛而重要的应用，其表征方法也成为研究的重点方向。
物理性质表征常用的方法包括透射电子显微镜（TEM）、扫描电子显微镜（SEM）、X射线衍射（XRD）、原子力显微镜（AFM）等，它们具有高分辨率、高精度和高可靠性等优点。
镁基纳米粒子的制备、表征及储氢性能的开题报告
镁基纳米粒子的制备、表征及储氢性能的开题报告题目：镁基纳米粒子的制备、表征及储氢性能的研究1. 研究背景随着全球能源问题和环境问题的日益严重，开发新型清洁能源技术已成为当下的热点研究方向之一。
氢能作为一种零污染、高效能源，被认为是未来能源的发展方向之一。
其中氢气的储存技术是氢能研究的关键之一。
目前，储氢材料主要包括金属储氢、复合储氢和化学储氢等。
其中金属储氢是最常见的一种，而其中的金属氢化物以镁基材料为代表，因其储氢能力高、反应热低、成本较低等优点，成为了研究的热点之一。
然而，由于其固态反应速率缓慢、储氢量低等缺点，镁基材料的应用受到了一定限制。
因此，制备具有高储氢性能的镁基材料成为了氢能储存研究的重要方向之一。
纳米技术作为一种重要的实现路径，已被广泛应用于储氢材料领域，对提高材料的储氢性能有重要意义。
2. 研究目的本研究旨在制备镁基纳米粒子，探究其储氢性能，并对其进行表征，以期为进一步提高镁基材料储氢性能提供有效途径和理论依据。
3. 研究内容本研究的主要内容如下：(1) 制备方法：采用化学法合成基于镁的纳米材料。
(2) 表征方法：采用扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、X射线衍射(XRD)、热重分析(TGA)等手段对材料进行形貌、结晶结构、热稳定性等方面的表征。
(3) 储氢性能：采用Sievert仪器对样品进行储氢性能测试，并分析其储氢动力学特性和吸附/脱附曲线。
4. 研究意义本研究将针对镁基储氢材料的重要性问题，使用化学合成和表征技术，制备并测试分析其纳米形态下的储氢性能和动力学特性。
通过研究，将为开发高效储氢材料提供新的思路和理论基础。
5. 研究进度已完成材料的制备和初步表征，正在进行储氢性能测试和后续分析。
6. 预期结果预期本研究能够创造出储氢性能更优秀的镁基纳米材料，并提出提升其性能的可行方案，为氢能储存技术的发展提供有力支持。
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镁基能源材料的制备及应用摘要:作为最轻的金属结构材料，Mg 合金在轻量化方面已经得到了越来越多的应用。
Mg 具有较低的电极电位及储氢量较大的特点使得Mg 在能源材料方面发挥越来越重要的作用。
综述了Mg 作为储氢材料和电池材料的研究进展，着重介绍了Mg基储氢材料的性能改善、制备方法等，同时对Mg 二次电池和燃料电池体系进行了简要介绍。
此外，还较详细地介绍了具有高容量储氢性能的Mg 基复杂氢化物的研究现状及结果。
关键词: 镁，能源材料，储氢材料，镁电池Research Progress of Mg-Based Energy Materials Abstract: As the lightest metal structural material，Mg alloys have been increasingly applied in lightweighting．Owing to the lower electrode potential and higher hydrogen storage，Mg alloys can also be used in energy materials．The research of Mg alloys as hydrogen storage materials and battery materials is reviewed，focusing on the modified method and preparations of Mg-based hydrogen storage materials．In addition，applications of Mg alloys in secondary battery and fuel battery materials are also discussed．Key words:Mg;energy material;hydrogen storage material;Mg battery1前言Mg元素是地球上储量最丰富的元素之一，在地壳表层金属矿资源含量为2.3%位居常用金属的第4位纯Mg的密度为1.74 g/cm3，是工业应用中最轻的结构金属材料，将Mg 合金用于航空航天、交通运输、民用建筑等行业可以有效实现轻量化，减少能源消耗，缓解日益严重的能源问题。
过去20年来，Mg的轻量化优势得到了广泛的认同，基于结构Mg合金材料的研究和应用得到了前所未有的发展，在汽车、电子和国防工业领域，Mg合金应用增长迅速。
除了轻量化这一重要特点，Mg原子的特殊原子结构决定了其更多的功能特性，Mg是阻尼性能最优良的金属，比阻尼强度达到60%;Mg的储氢能力达到7.6%，是金属中储氢力最大的元素;此外，Mg具有较低的电极电位，在结构应用中这是其缺点(容易导致腐蚀)，但是作为电极材料来说，意味着Mg具有较大的比容量。
高阻尼、高储氢能力和低电极电位，这些与能源相关的特质，在新能源技术发展与应用日益重要的今天，预示着Mg将在能源材料领域发挥重要的作用。
2镁基储氢材料随着工业的发展和人们物质生活水平的提高，能源的需求也与日俱增。
由于近几十年来使用的能源主要来自传统能源，而传统能源的日渐枯竭，致使人类面临着能源、资源和环境危机的严峻挑战。
所以寻找可再生的绿色能源迫在眉睫。
氢能作为一种储量丰富、来源广泛、能量密度高的绿色能源及能源载体，逐渐得到人们的关注。
氢能具有以下优点:①氢的燃烧产物是水，对环境不产生任何污染;②氢可以通过太阳能、风能等分解水而再生，是可再生能源;③燃烧值高，每kg氢燃烧后产生的热量约为汽油的3倍，焦炭的4.5倍;④氢资源丰富，可通过水、碳氢化合物等电解或分解生成［1］。
在氢能的开发利用中，氢的制备、储存和运输方面还存在着问题，尤其是氢能的存储技术已成为氢能利用走向实用化、规模化的瓶颈。
氢是最有希望的能源替代物，氢能最重要的技术挑战就是缺乏安全和有效的贮氢技术。
美国能源部(DOE)用于氢储存方面的研究经费约占氢能研究经费的50%。
日本投资30亿美元的能源发电计划的三大内容(高效分解水技术、储氢技术、氢燃料电池发电)之一就是开发安全且廉价的贮氢技术。
2.1金属氢化物储氢金属氢化物储氢，是利用金属或合金在一定条件下吸放氢来实现的。
其特征是由1种吸氢元素或与氢有很强亲和力的元素(A)和另一种吸氢量小或与氢亲和力弱的元素(B)共同组成。
A金属控制合金的储氢量，氢于这类金属结合时发生放热反应，主要是IA-VB族金属，如Ti，Zr，Ca，Mg，V，Nb，RE等。
B金属控制吸放氢的可逆性，起到调节生成热和分解压力的作用，氢很容易在其中移动，且与这类金属结合时发生吸热反应，主要是Fe，Co，M，Cr，Cu，Al等。
依金属氢化物成分和结构的不同，一般可分为AB5型，AB2型，AB型合金和A2B型合金等。
金属氢化物的储氢含量很高，其中MgH2的储氢量高达7.6%(质量分数)，但金属储氢自有其致命的缺点，即可逆性较差。
表1列出了典型氢化物及其储氢性能。
按照国际能源署(IEA)规定，使用的储氢系统必须达到5%(质量分数)和50 kg/m3(体积储氢量)的指标，并且放氢温度低于353 K(80℃)，循环寿命超过1 000次。
美国能源部(DOE)制定的储氢材料目标:质量和体积储氢密度不低于6.5%和62 kg/m3，车用储氢系统的实际储氢能力大于3.1 kg(相当于行驶500 km所需燃料)［2］表 1 典型金属氢化物的结构和储氢性能高性能储氢合金的研究与开发，被认为是氢能利用和燃料电池研发的重要课题。
在已发展的RE系(AB5型)、Ti系(AB型)、Zr系(AB2型)和Mg系(A2B型)储氢合金中，Mg基储氢合金被一致认为是最有发展前途的储氢材料之一，尤其是在二次碱性电池、燃料电池以及氢能汽车储氢罐上的应用，引起国内外材料研究者的广泛关注。
纯Mg作为储氢材料，具有如下的显著特点［3－6］:①密度小，仅为1.74 g/cm3;②储氢容量高，纯Mg的储氢容量为7.6%(质量分数)，Mg2Ni也达到3.6%(质量分数);③价格低廉，储量丰富。
但Mg基储氢合金也存在一些问题:①吸放氢条件苛刻，速度慢且温度高;②生成的氢化物过于稳定，吸氢动力学性能差，需要573K才能有效的吸放氢;③吸放氢循环稳定性差;④合金电极在碱液中的耐腐蚀性差，循环寿命低。
Mg基储氢合金的上述缺点限制了它的实际应用，因而人们把注意力集中在吸放氢性能优于纯Mg的Mg-Ni系合金材料。
Mg-Ni系中A2 B型合金的典型代表是Mg2 Ni，是1968年由美国布鲁克海文国立研究所的Reil-ly和Wiswall两人发现。
但Mg2 Ni合金只有在473～573K时才能有效吸放氢，且反应速度慢，吸放氢的循环稳定性也较差，故实际应用也受到了限制。
2.2 Mg基储氢性能改善途径近年来，研究者们开展了一系列的研究来改善Mg基储氢材料的储氢性能。
2.2.1元素替代元素替代主要是对Mg与Ni形成的合金体系中的2种金属间化合物Mg2Ni和MgNi2组元的替代，一般采用IA-VB族放热型金属元素(如Ti，V，Ca，Zr，RE和Al等)部分取代Mg2Ni中的Mg，用VIB-VIIB族吸热型金属元素(如Fe，Cr，Co，Zn，Cu，Pd等)来部分取代B侧元素Ni。
图1是在Mg2Ni基础上进行了A、B侧的元素部分替代开发系统图［7］。
但替代元素一般使合金容量不同程度地降低，这是由于加入替代元素后，吸氢元素所占的比例进一步减小，从而导致容量降低［8］。
图 1 在 Mg2Ni 基础上进行 A，B 侧元素部分替代开发系统图2.2.2纳米化处理纳米尺度的储氢材料具有新的优良性能，其活化性能明显提高，具有更高的氢扩散系数，并具有优良的吸放氢动力学性能。
Liang等［9］用机械合金化法制备出MgH2-V，合金晶粒尺寸为10～20 nm，在200℃，1.0MPa氢压下，100 s吸氢量达5.5%(质量分数，下同)，250℃，0.015 MPa下，在900 s内放氢量达5.3%，值得注意的是MgH2-V在充放氢循环200次后，放氢量没有下降，反而有所增加。
陈军等［10］发现Mg纳米线的吸/放氢速率随着直径的减小而大大提高，放氢的活化能下降到38.8 kJ/mol，图2给出了不同直径Mg纳米线的SEM照片。
在Mg基储氢材料中添加纳米碳管，可有效的提高其储氢性能，给研究者们提供了新的研究思路。
图2不同直径Mg纳米线的SEM照片2. 2. 4 非晶处理与晶态合金相比，非晶态合金拥有大量的长程无序和短程有序结构，为氢的扩散和占位提供了大量能垒较低的空穴，从而有利于氢的吸收和释放。
雷永泉［11－12］等率先采用球磨方法制备出非晶态Mg50Ni50合金，充放电循环实验表明:在20 mA/g的放电条件下，等原子比合金的Mg50Ni50放电容量可达到500 mA·h/g，远高于铸态Mg2Ni合金的放电容量(30 mA·h/g)。
Iwakura［13］等将Mg2Ni与Ni的混合物制备成单一的非晶结构，获得的Mg2Ni电极容量为870 mA·h/g，远高于未加Ni粉而直接球磨的非晶态Mg2Ni合金。
进一步添加Ni获得的Mg2Ni+70%Ni电极容量更高，达1 082 mA·h/g。
说明Ni的加入有利于提高氢在电极合金中吸收和释放的电催化活性。
2.3镁基储氢材料的制备方法2.3.1熔炼法高温熔炼法［14］是最经典的制备方法，此法的优点在于设备简便易得，产率高，易于产业化。
但这种方法合成的产物表面性能较差，吸放氢速度较慢。
而且，Mg易挥发，使组成控制困难。
另外，此法合成的材料需活化多次才能吸氢。
2.3.2扩散法扩散法分为置换扩散和固相扩散。
置换扩散法［15］是在适当的非水溶剂中，用金属Mg置换溶液中化合态的其他元素，如Cu或Ni，Cu或Ni会镀在Mg上，然后在适当的温度下进行扩散，形成金属间化合物Mg2Cu或Mg2Ni。
此法合成的材料物理性能好，有很高的活性，较易加氢活化，吸放氢速度快，实验所需设备简单。
固相扩散法，是利用金属Mg易于扩散的特点，将原料混合粉末压片后在惰性气体保护下高温扩散，从而制成Mg 基合金。
这种方法可视为对熔炼法的改进，由于采取了高压惰气保护等措施，而抑制了Mg的挥发。
此法的优点是:相对来说工艺周期较短、条件温和、不需要高温、简单方便、易于操作和合金组成易于控制，因而特别适用于熔点相差较大的金属元素的合成。
同时制备的样品活化容易，容量和吸放氢平台都很好。
2.3.3氢化燃烧合成法用燃烧合成法可以直接制备Mg2NiH4［16］金属氢化物。
其原理是在氢气保护下，点燃合成所需的几种原料，最终得到吸氢后的Mg基材料。