萬州|黔江|涪陵|渝中|江北|南岸|北碚|渝北|巴南|長壽|江津|合川|永川|南川|綦江|潼南|大足|璧山|銅梁|兩江新區

豐都|墊江|武隆|忠縣|雲陽|奉節|巫山|巫溪|石柱|秀山|酉陽|彭水|城口|榮昌|開州|梁平|大渡口|沙坪壩|九龍坡|萬盛 

首頁>重慶頻道> 科教>正文

潘復生的“鎂”夢:讓人們生活更美好

2017-12-04 15:48:21 | 來源:重慶日報 | 編輯:高爽 | 責編:石麗敏

  編者按:近日,中國工程院2017年院士增選結果公佈,來自重慶大學教授潘復生當選化工、冶金與材料工程學部院士。為了讓大家更了解潘復生院士的主要研究領域,和其研究成果對我國社會發展起到的作用,以及他的日常生活和工作狀態,我們特意為大家精選了此文,希望大家在閱讀過後,對潘復生院士有一個新的認識。

圖片默認標題_fororder_2017-11-28-0093_副本

潘復生 (重慶大學供圖)

圖片默認標題_fororder_2017-11-28-0094 (1)_副本

在重慶國際博覽中心,觀展者正在圍觀一全鋁合金車體框架,它比傳統鋼板車身降重25%。記者 張錦輝 攝(本報資料照片) 

  鎂合金,源於鎂礦,用它製成的産品可在日常生活廣泛應用。而對於剛當選中國工程院院士的潘復生來説,鎂合金是他的主要研究方向之一,也是他最想推廣和研發産品的新材料。

  矢志不渝,投身鎂合金研究20多年

  早在20多年前,潘復生就有一個讓更多人知道鎂,讓鎂合金為更多人的生活服務的“鎂”夢。

  鎂好在哪?潘復生的同事告訴重慶日報記者,全球鎂礦資源豐富,儲量僅次於鋁和鐵。而我國鎂礦資源世界第一,鎂合金的推廣應用有利於緩解全球鐵鋁礦資源的短缺問題。

  不僅如此,鎂合金性能潛力大,具有密度低、比強度(即材料的抗拉強度與材料密度之比)高、減振和散熱性能好、屏蔽電磁輻射能力強、生物相容性優良、環境友好等優異特性,在輕量化和節能減排成為全球大趨勢的情況下,鎂合金的推廣應用又可以大幅度降低能耗和排放,節能減排效益十分顯著,對改善環境品質意義重大。

  如今,鎂合金的研究和應用已上升為國家戰略。

  但在20多年前,除了煙花,人們幾乎看不到鎂産品。師昌緒、左鐵鏞、李依依等院士向中央有關部門寫信,呼籲國家要重視鎂合金産業的發展。

  正因這些前輩科學家的高度關注和重視,我國一批科技工作者開始了他們為之奮鬥的“鎂”事業,潘復生就在其中。

  多年來,潘復生經常對學生和同行談到:一是讓鎂合金儘快成為僅次於鋼和鋁的第三大基本金屬材料,成為産量超千萬噸的新材料産業,為社會提供必不可少的新型金屬材料;二是儘快讓鎂合金為中國製造業“減重”,提升生活品質,成為大家每天都無法離開的産品。

  鎂合金産品真有這麼好?國家鎂合金中心的專家為重慶日報記者描繪了這樣的情景:

  將來某天,早上,我們被裝有鎂電池的鬧鐘按時叫醒,拿起鎂合金材質的手機,用鎂合金盃子喝水,再用鎂合金餐具吃早飯。

  吃完早飯,我們打開鎂係材料製成的防火隔音門,走到車庫,打開鎂合金車門,坐上鎂合金座椅,手握鎂合金方向盤;汽車儀錶盤、中控支架等全部是鎂合金産品。到了辦公室,辦公桌、計算機也都是鎂合金産品。

  “到時候,人們會發現車子遇到路面不平時晃動沒那麼厲害了,計算機變得更輕薄,主機殼長時間工作後也沒那麼燙。”潘復生的助手王敬豐教授説,鎂合金産品不僅輕便,而且減震性能比鋼産品高幾倍、比鋁合金産品高幾十倍。此外,它的散熱性能良好,還能屏蔽電磁輻射。

  事實上,鎂合金已走入了日常生活,並且已在導彈、衛星等領域實現了成功應用。20多年來,潘復生始終是這項新材料産業工程的主要推動者之一,作出了許多貢獻。

  不畏艱辛,開發多項國際領先技術

  然而,世界上沒有完美的材料。鎂有天然的優點,但也有本質的缺點。鎂具有六方晶體結構,它特有的原子排列方式嚴重影響塑性,導致工程應用範圍窄、産品成品率低、製備加工成本極高。此外,鎂還極易氧化,導致純凈度低、耐蝕性差、強塑性不平衡。不突破這項技術瓶頸,鎂合金産品的推廣應用就不可能實現。

  為了解決這些關鍵技術瓶頸,潘復生和他的團隊20多年如一日攻克難關。

  攻關靠什麼?潘復生認為首先是勤奮和踏實。

  團隊成員都説,潘復生常常是實驗室走得最晚的一個人。晚上12點離開實驗室,對他而言都是一種奢侈。20多年來,潘復生始終追隨著心底的科學夢,攻克著一個又一個難關。

  “固溶強化增塑”是他們重要突破之一。固溶強化會降低塑性,這是金屬材料中的一般規律。而潘復生想做的,就是要突破這一般規律,在固溶強化的同時提高塑性。從特定原子固溶會對不同滑移係的滑移阻力産生不同影響的基礎上,潘復生創造性地提出了“固溶強化增塑”的合金設計新思路。

  按照這種思路,配合長程有序相、純凈度和晶粒度的的控制,潘復生和他的團隊成功開發了一批高塑性高性能新型鎂合金,在國際上産生了重要影響。其中,10余種新開發的鎂合金已成為國家牌號合金,多個新型鎂合金作為國際標準牌號正在國際標準組織網站上公示。

  他們的另一個重要突破是“無溶劑自純化”。

  在材料領域,鎂合金的高純度是國內外鎂合金行業追求的重要目標之一。但鎂合金容易氧化,夾雜物多,雜質含量高,夾雜物密度和熔體密度差異小,使得高純化難度極大。

  對此,潘復生和他的團隊完全突破了傳統的熔劑純化的工藝思路,開發了無熔劑自純化的新技術工藝。成果應用後部分鎂合金中的雜質鐵含量可以降低到5ppm(百萬分比濃度)以下,達到世界領先水準,可以顯著改善鎂合金的力學性能和耐蝕性能。

  此外,他們還融合化學、材料和冶金等多個學科,開發出“化合物相變細化”技術,開拓了化合物細化的新途徑。

  傳統工藝中,粗大初生化合物的細化必須通過鍛造、軋製等變形來實現,成本高並且效果不理想,對鑄造産品則無法使用。潘復生和他的團隊通過亞穩化合物的形成和控制,把亞穩化合物的相變作為細化途徑,完全突破了傳統工藝成本高、效果差的瓶頸,部分合金中細化後的化合物尺寸可達微米級至納米級,大幅度改善了材料加工性能和力學性能。並且,這項新技術不僅適用於變形産品,也適合於鑄造産品。

  在鎂合金領域,潘復生在“非對稱加工技術”等方面的突破也引起了國際上的高度關注,被國際鎂協評為工藝創新獎。

  吸引人才,打造國際化團隊和平臺

  科研不能“單打獨鬥”,創新更需要國際一流的團隊。

  潘復生曾在英國牛津大學、德國斯圖加特大學、澳大利亞昆士蘭大學等國際著名高校留學和工作,他深深體會到建設一支國際一流團隊的重要性。

  團隊中,成員大部分是留學英、美、德、日、澳、法等國家的優秀留學歸國人員。

  創新有了團隊,還不能缺平臺。為了推進鎂合金的科研和應用,潘復生組織建立了國家鎂合金工程中心。該中心現已成為世界上最大的鎂合金研究機構,也是國內外科研實力最強的輕合金研究平臺之一。每年,都有國際知名的鎂合金科學家主動要求到重慶大學和重慶市科學技術研究院開展工作。

  不僅如此,潘復生還組織重慶大學、重慶市科學技術研究院、重慶博奧鎂業、萬盛鎂合金産業園等單位組建的國家鎂合金産業基地,實現了“産學研用”的無縫連結。目前,該基地已成為世界上最有影響的鎂合金産業基地之一,有力推動了鎂合金産品在汽車等領域的大規模應用。

  20多年來,在潘復生和國內同行的共同努力下,中國的“鎂夢”走上了世界舞臺。他的助手蔣斌教授介紹,如今,中國已成為世界鎂産業大國和鎂合金大國,國家鎂合金工程中心在推動鎂合金産業的發展中起著舉足輕重的作用。

  與此同時,潘復生的科研成就也獲得了國際認可。他曾連續擔任4屆國際鎂合金大會主席,並應邀擔任歐洲材料大會的合作主席和世界材料峰會圓桌會議主席,還兼任了Elsevier出版社《鎂合金學報》國際刊物主編。

  2016年,經過德、英、日、法等多個會員國投票,潘復生正式擔任ISO國際標準化組織鎂及鎂合金技術委員會主席,任期6年,這也意味著該組織對中國鎂合金産業地位的高度認可。

  如今,創新與探索的科研之路還在繼續。潘復生表示,下一步,他將帶領團隊繼續攻堅克難,進一步推廣鎂材料和鎂合金産品,讓人們的生活更加美好。

國際在線版權與信息産品內容銷售的聲明:

1、“國際在線”由中國國際廣播電臺主辦。經中國國際廣播電臺授權,國廣國際在線網絡(北京)有限公司獨家負責“國際在線”網站的市場經營。

2、凡本網註明“來源:國際在線”的所有信息內容,未經書面授權,任何單位及個人不得轉載、摘編、複製或利用其他方式使用。

3、“國際在線”自有版權信息(包括但不限于“國際在線專稿”、“國際在線消息”、“國際在線XX消息”“國際在線報道”“國際在線XX報道”等信息內容,但明確標注為第三方版權的內容除外)均由國廣國際在線網絡(北京)有限公司統一管理和銷售。

已取得國廣國際在線網絡(北京)有限公司使用授權的被授權人,應嚴格在授權範圍內使用,不得超範圍使用,使用時應註明“來源:國際在線”。違反上述聲明者,本網將追究其相關法律責任。

任何未與國廣國際在線網絡(北京)有限公司簽訂相關協議或未取得授權書的公司、媒體、網站和個人均無權銷售、使用“國際在線”網站的自有版權信息産品。否則,國廣國際在線網絡(北京)有限公司將採取法律手段維護合法權益,因此産生的損失及為此所花費的全部費用(包括但不限于律師費、訴訟費、差旅費、公證費等)全部由侵權方承擔。

4、凡本網註明“來源:XXX(非國際在線)”的作品,均轉載自其它媒體,轉載目的在於傳遞更多信息,豐富網絡文化,此類稿件並不代表本網贊同其觀點和對其真實性負責。

5、如因作品內容、版權和其他問題需要與本網聯繫的,請在該事由發生之日起30日內進行。