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    【榜樣】材料科學家--丁文江 潛心"煉"鎂
    發布時間:2016-05-03 15:53:44

    人物簡介

     丁文江

      1953年出生,上海交通大學材料科學與工程學院教授,中國工程院院士?,F任輕合金精密成型國家工程研究中心主任、中國鎂業協會副會長、中國材料研究會常務理事,長期從事先進鎂合金及加工方面研究,對中國乃至世界鎂合金研究的發展作出了重大貢獻。

      從種田到讀研,從工廠一線到院士殿堂,從鑄造裝備專業學徒到高性能鎂合金締造者……今天當選2015年度上海市科技功臣的丁文江用幾十年的人生路,實踐著一位材料科學家自我精誠的材料精神”——“料要成才,材要成器,器要好用。

    努力扶起中國鎂

      中國缺油少氣,卻是十分難得的鎂大國——無論儲量還是產量,均占全球的90%以上。鎂在實用金屬結構材料中,比重最小(密度為鋁的2/3,鋼的1/4)。這一特性,讓它在全球范圍內刮起了強勁的輕旋風”——電子產品越來越輕巧,飛機汽車輪船越來越先進。不過,中國一直不大好用。

      材料就是有用的物質,有用是材料研究的靈魂。身在高校搞科研的丁文江,能跳出書本、論文,從企業生產看科研。上世紀80年代一次訪問日本企業時,他看到鎂合金作為最輕的、資源豐富的結構材料大有用武之地,就在國內率先倡導并從事鎂合金研究。1987年底回國,他參與了上海大眾桑塔納轎車鎂合金變速箱的國產化,努力扶起中國鎂。

      易燃燒、易腐蝕、強度低,丁文江心里清楚,我國鎂合金技術和產品正是受困于鎂的三大劣根性。中國鎂合金技術想要挑大梁,必須讓易燃的鎂不再易燃,軟質的鎂不再軟質,不穩定的鎂合金不再活躍。


    譜寫鎂三部曲

      常規鎂合金的燃點僅520,遠低于合金熔點,導致其易燃而生產困難。丁文江帶領科研團隊在國際上較早地開展阻燃鎂合金的研究,讓鎂合金燃點提高至935以上。燃點大大提升,大氣中無保護的鎂合金熔煉與生產成為可能,還顯著降低熔煉和生產過程中對環境的污染。目前,該技術已應用于電子產品外殼和汽車變速箱等產品批量生產。

      常規鎂合金比較軟,承力比較差,在汽車車輪轂、缸體、發動機支架等最需要輕合金的地方,難堪重任。經過反復試驗,丁文江找到兩個好幫手”:采用稀土與鋅固溶時效強化和鋯細化的方法,創造出一系列新型高強度的鎂合金材料。他們不僅在汽車中堅強耐用,更推廣應用于多種航空航天等領域的關鍵承力件。

      最終,就連鎂活性大、易反應、產生大量氧化渣的這一世界性難題,也在幾十年不斷研發、探索和發明中,被丁文江團隊一網打盡了。隨著中國的層層修煉,從手機外殼到飛機框架,再到實現裝備大幅度減重,中國的鎂技術及制品越來越高大上。美國通用汽車37套模芯組成的全鎂V6發動機缸體、日立公司實現減重30%的耐熱鎂合金活塞、波音公司的民機座椅骨架高強鎂型材……丁文江團隊的研究,讓許多響當當的國際巨頭,心甘情愿來到鎂大國,求助于中國。


    研發醫用支架

      寓精于料,料要成材,材要成器,器要好用。位于交大閔行校區丁文江院士團隊的辦公樓里,這句材料箴言凝練著丁文江幾十年的學術理念。在他眼里,材料研究如果不是瞄準應用,就不能算是在研究材料。

      一次和醫生的閑聊中,丁文江注意到,許多骨折病人或是心臟病患者,肌體康復后,健康卻埋下了一種說不出的”——金屬支架留在體內難以降解,許多人不得不忍受二次痛苦手術取出。而鎂可降解,還是人體所需的有益元素,能不能讓鎂合金替代傳統的醫用金屬支架呢?

      他帶領團隊基于生物安全性、力學相容性、降解可控性的原則,著手研發新一代可控降解的醫用鎂合金,終于開發出具有國際先進水平的骨內植物器械和心血管原型,均在動物體內實驗獲得成功,解決了過去醫用金屬不可降解的煩惱。目前,相關產品正申請人體臨床試驗,列為候選的國家認可鎂基生物材料,有望引發該領域醫療器件的升級換代。

      在鎂基能源材料領域,丁文江院士團隊發明了氫化鎂水解燃料電池等,大大升級了人們愛玩的無人機,使無人機的飛行時間從一次只能半小時,提升至46小時,一口氣可以飛行300公里。




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