青年師生點(diǎn)亮國(guó)產(chǎn)鎂合金“高光”時(shí)刻

“我是一個(gè)非典型工科生，當(dāng)同級(jí)的博士生在實(shí)驗(yàn)室做研究、發(fā)論文時(shí)，我卻有一半的時(shí)間，是在企業(yè)和工廠的生產(chǎn)車間度過(guò)。”谷立東的開場(chǎng)白很快吸引了他人的注意。

日前，這位上海交通大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院、上海鎂材料及應(yīng)用工程技術(shù)研究中心的博士生，當(dāng)選為上海交通大學(xué)學(xué)生年度人物。

中青報(bào)·中青網(wǎng)記者了解到，谷立東和他所在的上海鎂材料及應(yīng)用工程技術(shù)研究中心團(tuán)隊(duì)所做的，就是盡可能研究出好用的鎂合金材料，并用它來(lái)代替需要大量從海外進(jìn)口礦石的鋁合金和價(jià)格高昂的鈦合金、碳纖維等。

我國(guó)的鎂資源儲(chǔ)量豐富，已探明的菱鎂礦儲(chǔ)量居世界首位。而相對(duì)于鎂，我國(guó)的鋁土礦資源則要稀缺得多，目前世界上已經(jīng)探明的鋁土礦儲(chǔ)量約300億噸，我國(guó)儲(chǔ)量居世界第七位，資源豐度屬中等水平。在鋁土礦產(chǎn)量并不算多的情況下，我國(guó)對(duì)分量輕、耐腐蝕的鋁制品，卻需求旺盛。

2009年9月，上海交通大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院牽頭成立上海鎂材料及應(yīng)用工程技術(shù)研究中心實(shí)驗(yàn)基地，主要從事先進(jìn)鎂材料設(shè)計(jì)、制備及產(chǎn)業(yè)化的研究開發(fā)工作，致力于突破鎂合金性能瓶頸，開發(fā)高性能鎂合金材料，“如果能用鎂合金代替鋁合金，那我們是不是就可以少使用一些本就不富裕的鋁土礦？”

這種“愿望”在人工智能技術(shù)的賦能下，如今得以快速實(shí)現(xiàn)。近年來(lái)，上海鎂材料及應(yīng)用工程技術(shù)研究中心通過(guò)材料基因工程方法，采用高通量計(jì)算、高通量實(shí)驗(yàn)與機(jī)器學(xué)習(xí)方法相結(jié)合，成功開發(fā)出新型的耐蝕不銹鎂合金，其耐腐蝕性能相較傳統(tǒng)鎂合金提高了10倍。

傳統(tǒng)的鎂合金材料性質(zhì)活潑、易腐蝕，這嚴(yán)重制約了它的推廣應(yīng)用。

位于上海交通大學(xué)閔行校區(qū)的一棟兩層高的小白樓，就是上海鎂材料及應(yīng)用工程技術(shù)研究中心。上海交通大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院助理研究員楊耀在這里辦公，他使用的筆記本電腦的外殼就是交大團(tuán)隊(duì)研發(fā)的。

“你看這側(cè)面的細(xì)節(jié)、這金屬高亮質(zhì)感，多漂亮。”一臺(tái)普通的電腦，在科學(xué)家們眼里是“至寶”——楊耀和學(xué)生們知道，這臺(tái)電腦的殼是鎂合金的，它的“高級(jí)感”一點(diǎn)不輸其他材質(zhì)。

記者了解到，用優(yōu)質(zhì)的國(guó)產(chǎn)鎂合金外殼來(lái)替代昂貴的鋁合金外殼，這個(gè)想法從提出到真正落地，已經(jīng)困擾了筆記本電腦生產(chǎn)企業(yè)20年之久。楊耀介紹，廠商也曾嘗試使用鎂合金，但那時(shí)的鎂合金不耐腐蝕，需要在外殼噴一層保護(hù)漆，這樣一來(lái)，鎂的金屬光澤就被覆蓋了，美觀度大打折扣，“好多人說(shuō)拿著鎂合金的電腦，看著跟塑料質(zhì)感一樣”。

為了還原鎂合金原本的金屬鏡面質(zhì)感，上海鎂材料及應(yīng)用工程技術(shù)研究中心的年輕人開展了大量的實(shí)驗(yàn)，最終攻克了材料制備、零件成型、高光處理、過(guò)程防腐等一系列技術(shù)難題，開發(fā)出新型高亮不銹鎂合金，斬獲了中國(guó)有色金屬學(xué)會(huì)2023年度十大科技進(jìn)展和國(guó)際鎂協(xié)會(huì)2024年度最佳變形鎂合金產(chǎn)品獎(jiǎng)。

從上海交通大學(xué)實(shí)驗(yàn)室到消費(fèi)者的書桌上，國(guó)產(chǎn)不銹鎂合金邁出了一大步。

上海交通大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院博士生王海洋專門做鎂合金腐蝕研究，他通過(guò)顯微鏡觀察鎂合金材料的微觀組織，再對(duì)其內(nèi)部結(jié)構(gòu)進(jìn)行調(diào)整，“我們主要通過(guò)兩種方法來(lái)實(shí)現(xiàn)鎂合金的耐蝕性，一種是調(diào)整元素成分，另一種是調(diào)控它的微觀組織結(jié)構(gòu)”。

“王海洋們”就是這種材料的“設(shè)計(jì)師”，在微觀世界里，金屬就像一件由他們精心編織的織物，可以根據(jù)心中所想變換結(jié)構(gòu)形態(tài)。

谷立東一年當(dāng)中有半年多的時(shí)間是在“蹲工廠”，與企業(yè)里的工程師一起發(fā)現(xiàn)問題、解決問題。讀博4年，他和團(tuán)隊(duì)走訪了100多家輕金屬制造企業(yè)，涉及中國(guó)鎂產(chǎn)業(yè)鏈的方方面面。

他的身影經(jīng)常出現(xiàn)在車間的各個(gè)角落，漸漸地，他被工程師們親切地稱為“車間小谷師傅”。

“我馬上就要博士畢業(yè)了，實(shí)際上已經(jīng)收到好幾個(gè)頭部企業(yè)拋出的橄欖枝。”谷立東說(shuō)，“現(xiàn)在到了拼硬實(shí)力的時(shí)代，很多行業(yè)都需要材料專家去解決生產(chǎn)中的問題。”

谷立東打算在上海交通大學(xué)從事博士后研究工作，“我希望自己將來(lái)能辦一個(gè)工廠，專門生產(chǎn)我們研制的‘國(guó)貨之光’鎂合金”。

中青報(bào)·中青網(wǎng)記者 王燁捷 實(shí)習(xí)生 何奕辰 俞佳一來(lái)源：中國(guó)青年報(bào)

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