上海交通大学材料学院轻合金研究所吴国华

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近日，我院轻合金研究所吴国华教授荣获首届国际镁科学技术创新研究与应用奖（International Magnesium Science & Technology Award）。该奖由International Magnesium Society（国际镁协）与Journal of Magnesium and Alloys（JMA杂志）创立。授予国际上在镁或镁合金研究与产业化方面做出了重大创新贡献的人或团体，由国际上镁及镁合金领域著名同行投票产生，在国际镁及镁合金领域具有很大影响力与公信力。

       在轻合金精密成型国家工程研究中心主任丁文江院士的领导下，吴国华教授长期从事高性能镁稀土合金材料、镁合金熔体处理、液态成型技术研究与应用开发。针对现有铸造镁合金强度低、耐热性差和延伸率较低的难题，基于砂型铸造慢冷凝固条件，以Gd、Y、RE等稀土元素（尤其是重稀土元素）进行合金化的技术路线，深入研究了稀土元素的加入技术和各种强化相、耐热相的形成规律、微观结构与强化、耐热机制。通过多元合金化与微合金化途径，综合运用固溶强化、细晶强化、多级时效强化等手段，开发了综合性能优异的Mg-Gd-Y系与Mg-Y-RE系二种铸造耐热镁稀土合金。针对镁合金易氧化燃烧、夹杂难以去除、稀土元素成分因损耗而难以控制的特点，提出了镁熔体中夹杂物加速传递模型、揭示了镁熔体中稀土元素动态损耗机制。率先在熔剂中引入了活性稀土化合物，发明了一种既能有效地去除镁稀土合金熔体内的非金属夹杂物，又能抑制合金中稀土元素损耗的镁稀土合金专用净化熔剂。发明了大型镁合金专用氧化镁泡沫陶瓷过滤器,克服了现有陶瓷过滤器（如Al2O3、SiC）与高温镁液的反应问题，大幅度提高了镁熔体内熔剂夹杂的去除率。提出了集气体保护、熔剂净化、气体净化与过滤净化于一体的思路，发明了一种镁合金专用多级多介质复合熔炼净化系统，实现了镁液中氧化夹杂与杂质元素的高效去除和稀土元素的烧损率控制，大幅度提高了镁熔体的纯净度。针对大型复杂航天航空件树脂砂型铸造背景，揭示了合金元素成分、铸型冷却速率、浇注温度、铸型工艺参数等对砂型铸造镁稀土合金的凝固行为、凝固组织与力学性能之间的影响规律。探明了砂型铸造慢冷条件下高强耐热稀土镁合金的晶粒细化机制。研究了镁稀土合金的热裂倾向性与凝固行为的关系，阐明了熔体净化处理、浇注温度以及合金元素成分对该合金热裂倾向性的影响，揭示了镁稀土合金的热裂机理，并提出了减少铸件热裂的方法与技术措施。利用发明的新型稀土耐热镁合金材料，并采用开发的系列成套工艺与技术，攻克了镁合金熔体纯净度低、易氧化燃烧、铸件组织不致密、内部缩孔缩松及热裂等难题，突破了铸件表面质量差、尺寸精度低及热处理变形等应用瓶颈，实现了大型复杂薄壁高强耐热镁合金部件树脂砂型低压铸造，开发了多种航空航天关键重要部件，在新型飞机、发动机、空天飞行器的重要结构件上获得应用，产生了重大的社会价值及较高的经济效益，为推动镁合金的发展做出了较大贡献。
       吴国华教授2019年初评为上海市领军人才，已主持国家863计划、973计划课题、国家重点研发计划课题、国家自然科学基金、基础加强、航空航天专项等科研项目50余项。获国家及省部级科技奖励8项。发表SCI学术论文180余篇，已授权发明专利50余项，参编专著2本。吴国华教授兼任中国镁合金材料与应用技术专业委员会副理事长，中国铸造学会副理事长。