4月18日，上海市科學技術獎勵大會舉行，表彰為上海科技創(chuàng)新事業(yè)和經(jīng)濟社會發(fā)展作出突出貢獻的科技工作者。共授獎313項(人)：授予丁文江（左）、金亞秋上海市科技功臣獎；授予5位外籍專家上海市國際科技合作獎。
上海交通大學輕合金精密成型國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微觀機制，使其燃點提高至935℃；在高強韌鎂稀土合金研究方面，創(chuàng)制了延伸率可達35%的高強高延性鎂合金；在高強度鎂合金研究方面，將鎂合金強度提升至500MPa，使用溫度提升到300℃；結(jié)合自主研制的輕合金，創(chuàng)新了多種高難度關鍵重要部件的精密成型工藝，為國防及高端民用高性能鎂稀土合金的工程應用作出重要貢獻；開辟了可降解鎂基生物材料研究方向，提出了“生物安全性、強韌性、降解可控性”三位一體的醫(yī)用鎂合金研究思想；開辟了鎂基能源材料研究方向，將核殼結(jié)構鎂基儲氫材料應用于燃料電池和含能材料領域，具有重大的國防和經(jīng)濟價值。 （新民）
鎂有易燃燒、易腐蝕、強度低等瓶頸問題。上海交通大學材料學院教授、中國工程院院士丁文江在鎂材料領域研究了整整31年，帶領團隊在稀土鎂合金、醫(yī)用生物鎂、鎂基能源材料等三個領域取得成果，實現(xiàn)了應用突破。
從種田到讀研，從工廠一線到院士殿堂，從鑄造裝備專業(yè)“學徒”到高性能鎂合金締造者……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(chǎn)量，均占全球的90%以上。鎂在實用金屬結(jié)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(nèi)刮起了強勁的“輕旋風”——電子產(chǎn)品越來越輕巧，飛機汽車輪船越來越先進。不過，中國“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，能跳出書本、論文，從企業(yè)生產(chǎn)看科研。上世紀80年代一次訪問日本企業(yè)時，他看到鎂合金作為最輕的、資源豐富的結(jié)構材料大有用武之地，就在國內(nèi)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(chǎn)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(chǎn)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(zhì)”的鎂不再軟質(zhì)，“不穩(wěn)定”的鎂合金不再“活躍”。
譜寫“煉”鎂三部曲
常規(guī)鎂合金的燃點僅520℃，遠低于其它合金熔點，導致其易燃而生產(chǎn)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(chǎn)成為可能，還顯著降低熔煉和生產(chǎn)過程中對環(huán)境的污染。目前，該技術已應用于電子產(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)動機支架等最需要輕合金的地方，難堪重任。經(jīng)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(chuàng)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(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，被丁文江團隊“一網(wǎng)打盡”了。隨著中國鎂的層層修煉，從手機外殼到飛機框架，再到實現(xiàn)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(fā)動機缸體、日立公司實現(xiàn)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?shù)膰H巨頭，心甘情愿來到鎂大國，求助于中國“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(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，肌體康復后，健康卻埋下了一種說不出的“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(fā)新一代可控降解的醫(yī)用鎂合金，終于開發(fā)出具有國際先進水平的骨內(nèi)植物器械和心血管原型，均在動物體內(nèi)實驗獲得成功，解決了過去醫(yī)用金屬不可降解的煩惱。目前，相關產(chǎn)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(fā)該領域醫(yī)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(fā)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4到6小時，一口氣可以飛行300公里。