4月18日，上海市科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)勵(lì)大會(huì)舉行，表彰為上?？萍紕?chuàng)新事業(yè)和經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展作出突出貢獻(xiàn)的科技工作者。共授獎(jiǎng)313項(xiàng)(人)：授予丁文江（左）、金亞秋上海市科技功臣獎(jiǎng)；授予5位外籍專家上海市國(guó)際科技合作獎(jiǎng)。
上海交通大學(xué)輕合金精密成型國(guó)家工程研究中心主任丁文江院士在阻燃鎂合金研究方面，探明鎂的氧化膜生長(zhǎng)微觀機(jī)制，使其燃點(diǎn)提高至935℃；在高強(qiáng)韌鎂稀土合金研究方面，創(chuàng)制了延伸率可達(dá)35%的高強(qiáng)高延性鎂合金；在高強(qiáng)度鎂合金研究方面，將鎂合金強(qiáng)度提升至500MPa，使用溫度提升到300℃；結(jié)合自主研制的輕合金，創(chuàng)新了多種高難度關(guān)鍵重要部件的精密成型工藝，為國(guó)防及高端民用高性能鎂稀土合金的工程應(yīng)用作出重要貢獻(xiàn)；開(kāi)辟了可降解鎂基生物材料研究方向，提出了“生物安全性、強(qiáng)韌性、降解可控性”三位一體的醫(yī)用鎂合金研究思想；開(kāi)辟了鎂基能源材料研究方向，將核殼結(jié)構(gòu)鎂基儲(chǔ)氫材料應(yīng)用于燃料電池和含能材料領(lǐng)域，具有重大的國(guó)防和經(jīng)濟(jì)價(jià)值。 （新民）
鎂有易燃燒、易腐蝕、強(qiáng)度低等瓶頸問(wèn)題。上海交通大學(xué)材料學(xué)院教授、中國(guó)工程院院士丁文江在鎂材料領(lǐng)域研究了整整31年，帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)在稀土鎂合金、醫(yī)用生物鎂、鎂基能源材料等三個(gè)領(lǐng)域取得成果，實(shí)現(xiàn)了應(yīng)用突破。
從種田到讀研，從工廠一線到院士殿堂，從鑄造裝備專業(yè)“學(xué)徒”到高性能鎂合金締造者……當(dāng)選2015年度“上海市科技功臣”的丁文江用幾十年的人生路，實(shí)踐著一位材料科學(xué)家自我精誠(chéng)的“材料精神”——“料要成才，材要成器，器要好用”。
努力扶起“中國(guó)鎂”
中國(guó)缺油少氣，卻是十分難得的鎂大國(guó)——無(wú)論儲(chǔ)量還是產(chǎn)量，均占全球的90%以上。鎂在實(shí)用金屬結(jié)構(gòu)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(nèi)刮起了強(qiáng)勁的“輕旋風(fēng)”——電子產(chǎn)品越來(lái)越輕巧，飛機(jī)汽車輪船越來(lái)越先進(jìn)。不過(guò)，中國(guó)“鎂”一直不大好用。
“材料就是有用的物質(zhì)，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(shū)本、論文，從企業(yè)生產(chǎn)看科研。上世紀(jì)80年代一次訪問(wèn)日本企業(yè)時(shí)，他看到鎂合金作為最輕的、資源豐富的結(jié)構(gòu)材料大有用武之地，就在國(guó)內(nèi)率先倡導(dǎo)并從事鎂合金研究。1987年底回國(guó)，他參與了上海大眾桑塔納轎車鎂合金變速箱的國(guó)產(chǎn)化，努力扶起“中國(guó)鎂”。
易燃燒、易腐蝕、強(qiáng)度低，丁文江心里清楚，我國(guó)鎂合金技術(shù)和產(chǎn)品正是受困于鎂的三大“劣根性”。中國(guó)鎂合金技術(shù)想要“挑大梁”，必須讓“易燃”的鎂不再易燃，“軟質(zhì)”的鎂不再軟質(zhì)，“不穩(wěn)定”的鎂合金不再“活躍”。
譜寫(xiě)“煉”鎂三部曲
常規(guī)鎂合金的燃點(diǎn)僅520℃，遠(yuǎn)低于其它合金熔點(diǎn)，導(dǎo)致其易燃而生產(chǎn)困難。丁文江帶領(lǐng)科研團(tuán)隊(duì)在國(guó)際上較早地開(kāi)展阻燃鎂合金的研究，讓鎂合金燃點(diǎn)提高至935℃以上。燃點(diǎn)大大提升，大氣中無(wú)保護(hù)的鎂合金熔煉與生產(chǎn)成為可能，還顯著降低熔煉和生產(chǎn)過(guò)程中對(duì)環(huán)境的污染。目前，該技術(shù)已應(yīng)用于電子產(chǎn)品外殼和汽車變速箱等產(chǎn)品批量生產(chǎn)。
常規(guī)鎂合金承力比較差，在汽車輪轂、缸體、發(fā)動(dòng)機(jī)支架等最需要輕合金的地方，難堪重任。經(jīng)過(guò)反復(fù)試驗(yàn)，丁文江找到兩個(gè)“好幫手”：采用稀土與鋅固溶時(shí)效強(qiáng)化和鋯細(xì)化的方法，創(chuàng)造出一系列新型高強(qiáng)度的鎂合金材料。他們不僅在汽車中堅(jiān)強(qiáng)耐用，更推廣應(yīng)用于多種航空航天等領(lǐng)域的關(guān)鍵承力件。
最終，就連鎂活性大、易反應(yīng)、產(chǎn)生大量氧化渣的這一世界性難題，也在幾十年不斷研發(fā)、探索和發(fā)明中，被丁文江團(tuán)隊(duì)“一網(wǎng)打盡”了。隨著中國(guó)鎂的層層修煉，從手機(jī)外殼到飛機(jī)框架，再到實(shí)現(xiàn)裝備大幅度減重，中國(guó)的鎂技術(shù)及制品越來(lái)越“高大上”。美國(guó)通用汽車37套模芯組成的全鎂V6發(fā)動(dòng)機(jī)缸體、日立公司實(shí)現(xiàn)減重30%的耐熱鎂合金活塞、波音公司的民機(jī)座椅骨架高強(qiáng)鎂型材……丁文江團(tuán)隊(duì)的研究，讓許多響當(dāng)當(dāng)?shù)膰?guó)際巨頭，心甘情愿來(lái)到鎂大國(guó)，求助于中國(guó)“鎂”。
研發(fā)醫(yī)用“鎂”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(qū)丁文江院士團(tuán)隊(duì)的辦公樓里，這句“材料箴言”凝練著丁文江幾十年的學(xué)術(shù)理念。在他眼里，材料研究如果不是瞄準(zhǔn)應(yīng)用，就不能算是在研究材料。
一次和醫(yī)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(fù)后，健康卻埋下了一種說(shuō)不出的“痛”——金屬支架留在體內(nèi)難以降解，許多人不得不忍受二次痛苦手術(shù)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(tǒng)的醫(yī)用金屬支架呢？
他帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)基于“生物安全性、力學(xué)相容性、降解可控性”的原則，著手研發(fā)新一代可控降解的醫(yī)用鎂合金，終于開(kāi)發(fā)出具有國(guó)際先進(jìn)水平的骨內(nèi)植物器械和心血管原型，均在動(dòng)物體內(nèi)實(shí)驗(yàn)獲得成功，解決了過(guò)去醫(yī)用金屬不可降解的煩惱。目前，相關(guān)產(chǎn)品正申請(qǐng)人體臨床試驗(yàn)，列為候選的國(guó)家認(rèn)可鎂基生物材料，有望引發(fā)該領(lǐng)域醫(yī)療器件的升級(jí)換代。
在鎂基能源材料領(lǐng)域，丁文江院士團(tuán)隊(duì)發(fā)明了氫化鎂水解燃料電池等，大大升級(jí)了人們愛(ài)玩的無(wú)人機(jī)，使無(wú)人機(jī)的飛行時(shí)間從一次只能半小時(shí)，提升至4到6小時(shí)，一口氣可以飛行300公里。