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杜文博：镁产业需要“用”的突破

在接受采访的前一天，北京工业大学材料科学与工程学院教授、博士生导师杜文博刚从新加坡参加完“2019先进材料研究国际会议”回来。说起国内镁产业的变化，他告诉：“虽然国外对于镁及镁合金的研究开发较早，但经过近10年的快速发展，我国镁产业的科技成果日益显著，并在国内形成了一支强大的科研队伍，多项成果已达国际领先水平。” 就我国镁产业的发展，他谈到了钻铣床近10年来自己的见证、参与并与镁产业发展同行的经历。

镁产业的发展得益于国家的重视

20世纪90年代初，世界上最大规模的镁供应商在西方，需求量约250kt，美国占50%以上，在随后的10年间，镁的需求达350kt，同时世界镁供应也发生了很大变化，作为世界上最大的“镁业大国”，中国出口的镁锭数量在国际市场中占据的比例越来越大。

尽管西方国家的原镁产量大幅减少，但附加值较高的镁深加工产业却逐渐兴起，尤其是在开发和生产高端镁合金产品方面。杜文博告诉，为更好地将我国镁资源优势转化为产业优势和经济优势，2000年，师昌绪、李恒德、左铁镛、李依依、王淀佐等五位院士联名向科技部递交了“加速我国镁工业发展的建议”，分析了我国镁资源优势，并对镁合金产品开发和产业发展提出了具体建议，他们希望，能全面系统地制订一个目标，创造出自己品牌的镁合金，并成为材料领域实现跨跃发展的突破口。该建议提交后，引起了国家层面高度重视。

杜文博直言，正是这五位院士的建议，就此打破了我国镁合金早期的发展壁垒，点燃了我国镁业科技进步的引擎。科技部先后在“十一五”“十二五”“十三五”科技计划中，将镁合金及其产品开发与应用列为重点科研项目，高校、科研院所、企业共同投入到镁合金的研究开发及产品产业化推进工作中。在此期间，形成了一支强大科研团队，涌现了以上海交通大学、重庆大学为领头羊的科研院校，正是拥有了一支强大的科研队伍，才使得我国镁合金材料在国际上不断取得有影响力的创新成果。

近几年，杜文博所在的北京工业大学材料学院承担了包括“973”、“十一五”、“十二五”科技支撑计划和国家自然基金、北京市自然基金在内的一批科研课题，形成了“高性能镁合金材料制备与加工”“碳材料增强镁基复合材料”“低成本生物医用镁合金设计与制造”等特色鲜明的研究方向。他向介绍，在高强稀土镁合金研究方面，该校开发的Mg-Gd-Er系合金具有优异的力学性能，实验室制作的试样抗拉强度和屈服强度分别达550MPa和500MPa以上，有望用于交通工具、航空航天及军工领域。值得一提的是，该成果已与相关企业进行中试合作，成果实现产业化将指日可待。

镁产业的发展要在“用”上下功夫

说起镁产业的发展，杜文博不禁感叹，近几年，我国镁产业突飞猛进，取得了引人瞩目的成绩，镁产品结构也发生了历史性进步，产业链从低端向中高端转变，从单一的低附加值产品向具有高附加值的深加工产品转变。他说：“这其中离不开行业的推动，应该感谢中国有封装机色金属工业协会镁业分会的付出，他们在镁冶炼工艺提升和突破、镁产品的应用推广，引导企业自主创新和技术进步等方面做了大量工作，但同时也离不开企业、研究机构的奉献与付出。”

他称，2004年他刚从日本东京大学回国的时候，我国镁产业还是以原镁和镁初级产品为主，缺乏铸件、型材、板材为主体的、终端产品相配套的完整的产业化体系。随着产业投入不断加大，关键技术的不断突破，山西、河南、陕西等地镁合金企业的开发与生产技术已与国外可以相媲美，其中山西闻喜银光等企业多种镁合金产通过特殊的工艺复合而成品远销海外，并获得良好的市场口碑。

对于产学研用的融合，杜文博也有着自己的见解，他认为，目前我国镁产业的产学研已深入结合，唯独“用”没有得到有效突破。他说：“我国在镁合金基础研究和应用研究方面已经做了大量的工作，但依旧缺乏针对镁合金产品应用所涉及的更全面、细致性的研究。”这或许是造成“用”没有有效突破的关键因素之一。他呼吁，科研单位及生产企业要专注镁合金产品应用所涉及的细分领域研究，把研究做得更细致一些。而对于镁合金产品用户，杜文博笑言：“要敢于迈出第一步。对于未知的东西，总要有敢于尝试的人，率先行动的人，只有这样，行业才会有突破进展。”

“软肋”不应成为应用瓶颈

镁合金因密度低、比强度高、比刚度高、散热性能好、电磁屏蔽能力强、易于回收等优点，在电子通讯、汽车制造、轨道交通、航空航天、军工兵器等领域有着广泛的关乎“中国制造”的品质应用。但同时，所谓的镁易燃烧、易腐蚀、价格高等因素也成为制约镁产品应用的瓶颈。“只有深入了解镁及镁合金性能，才能更好地研究开发性能优良的产品，扩大其应用。”杜文博说。

“在镁行业有一些人谈镁色变，原因是镁生产过程中一些不当的操作会引起燃烧进而产生火灾等安全事故。”杜文博说，“虽然镁易燃，但是有前提条件的，镁粉容易燃烧，而镁合金只有在熔炼时由于未采取有效的保护措施才易引起燃烧，一旦加工成镁合金产品，并不会发生燃烧。”

另外，针对镁合金产品易腐蚀的缺点，他认为：“可通过调整合金元素、优化热处理工艺和表面改性工艺等方法解开发软件决镁合金易腐蚀的问题，这方面，有些镁合金产品已经做的很好，例如，近期市场最为看好的镁汽车轮毂。”

除此之外，镁产品制备加工成本高，也是目前镁行业所面临的一个现实问题。“但随着加工技术的进步，带动了产品性能的提高，一定程度上也可以使成本降低。”杜文博如是说。

采访将近结束时，杜文博说：“正是远远低于聚烯烃的百万吨自己对镁的热爱，才有幸见证镁产业的一步步‘成长’，不论是我国镁冶炼还是镁合金材料加工都在快速发展，大规模开发应用镁合金的时机已经到来，希望有真正上下游产业链的联动，期待有更多专注细分领域的研究成果。”