MgO陶瓷

激光还原制镁

采用连续激光辐照直接还原MgO为金属镁的高效路线，克服了传统碳热法的能耗难题。

Kunlun, Liu · 杨武雄 · Pengfei, Shen · 王智勇

Modelling and Simulation in Materials Science and Engineering 2026

参数信息

峰值烧蚀效率

53.6 mg kJ⁻¹

MgO还原率

20 %

预测能量产率

99.0 mg kJ⁻¹

技术优势

不再依赖碳还原剂

激光直接辐照即可使MgO解离为金属镁，无需焦炭或煤，从源头降低碳排放。

能量产率可预测提升

经实验验证的模型预测，将功率密度提高至7.64×10⁵ W cm⁻²可将能量产率从53.6提升至99.0 mg kJ⁻¹，为工艺放大提供依据。

机理模型指导工艺

多物理场流体动力学模型揭示了功率密度主导的还原机制，指出光斑半径≤0.5 mm时才能获得足够等离子体温度和反冲压力。

应用场景

• 镁金属生产：用激光直接还原MgO制镁，替代高能耗碳热法，降低碳排放。
• 航天轻量化材料：为航空航天轻量化结构提供低碳镁金属，满足减重需求。
• 激光冶炼：提供激光直接还原氧化物的机理与参数，指导高效冶炼工艺。
• 激光加工：将激光加工从表面处理拓展至体材料还原，开辟新应用场景。