镁合金被誉为“21世纪绿色金属结构材料”，因其密度小、比强度和比刚度高、减震吸冲性能好、电磁屏蔽性优异及可回收再利用高等特点，在航空航天和交通运输业具有极好的潜在应用前景。化学活性高和传统熔焊连接效率低下等固有的关键瓶颈严重制约了镁合金的应用领域。随着我国加工制造业的升级变革，镁基复合材料的制备技术和连接技术也亟需进行技术层面的升级和突破，从而更好的为国家和产业需求服务。

该项目团队在国家自然科学基金地区基金、陕西省科技厅工业领域一般项目和榆林市科技局产学研项目等支持下，围绕表面防腐耐磨性能优异和高效可靠连接的镁基复合材料和镁合金加工制备技术需求，在镁基复合材料复合层成分设计与预制、微观组织结构调控性能、成型机制三方面开展了系统深入的研究，提出了以Al粉作为主要添加元素的复合层设计和激光熔覆冶金反应预制的复合层设计依据与预制方式，设计了一种适用于无倾角高速搅拌摩擦加工制备镁基复合材料用搅拌头，解决了传统搅拌头加工制备镁基复合材料时成型困难和减薄严重的难题，实现了镁合金表面防腐耐磨性能的有效提升。与此同时，探索了镁合金钎焊、搅拌摩擦焊接理论与方法，实现了镁合金高效可靠连接。高速搅拌摩擦加工制备镁基复合材料成型机制与性能调控以及镁合金钎焊、搅拌摩擦焊接高效可靠连接验证了上述技术的可行性。

本项目设计了以高纯Al粉为主要元素，分别添加Ti、Si、Cu、SiC、TiC和多壁碳纳米管为微量元素的多种镁基复合材料复合涂层成分；提出了复合涂层开槽镶嵌式预制和激光熔覆冶金反应预制方式，对不同成分复合涂层和预制方式进行深入研究，解决了复合涂层与基体结合强度低下以及复合涂层兼具良好的腐蚀和磨损性能的问题；分析了镁合金高速搅拌摩擦加工和镁基复合材料高速搅拌摩擦加工制备过程中温度分布和塑性金属流动行为，揭示微观组织演变、二次相溶解与再析出、金属间化合物细化与再分布，建立微观组织结构演变与防腐耐磨性能的作用关系，实现微观组织调控性能。分析钎焊行为和搅拌摩擦加工与焊接过程中的微观组织演变、力学性能和腐蚀行为，建立适用于镁合金的钎焊和搅拌摩擦焊接理论与方法，揭示了焊接工艺参数对润湿性和塑性金属流动行为影响规律，实现了镁合金高效可靠连接制造。

经过八年的研究与实践，该项目形成了完善的高速搅拌摩擦加工制备镁基复合材料的制备理论与技术体系以及镁合金高效可靠连接的焊接理论与技术体系，突破了镁合金表面防腐耐磨性能差与接头连接效率低下的“卡脖子”突出问题，产生了重要的学术影响。截止2021年，该项目在本领域高水平期刊Journal of Alloys and Compounds、Transactions of Nonferrous Metals Society of China、Journal of Materials Research and Technology等共发表SCI学术论文12篇，EI学术论文2篇，授权实用新型专利1项。