2018年8月28日，重慶大學(xué)材料學(xué)科教授，博士生導(dǎo)師，中國(guó)工程院院士潘復(fù)生院士赴先進(jìn)耐火材料國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室做學(xué)術(shù)報(bào)告，報(bào)告題目為“鎂合金產(chǎn)業(yè)的現(xiàn)狀與未來”。

報(bào)告中，潘院士就當(dāng)代社會(huì)面臨的若干問題及鎂合金產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重要意義展開介紹，重點(diǎn)闡述了鎂合金制備與應(yīng)用方面的研究進(jìn)展及目前存在技術(shù)問題的解決方案與發(fā)展前景。

在技術(shù)方面的一些解決方法，對(duì)我們今后在探究技術(shù)創(chuàng)新領(lǐng)域有了很大的啟發(fā)。結(jié)合近期所思，談以下幾點(diǎn)感想。

1鎂合金塑性和強(qiáng)度這對(duì)矛盾的解決

提高鎂合金強(qiáng)度的方法是固溶強(qiáng)化技術(shù)，但對(duì)塑性不利。在潘院士的研究中發(fā)現(xiàn)特定原子固溶降低基面/非基面滑移阻力差異（Δτ）的獨(dú)特作用，有利于啟動(dòng)非基面滑移，提高塑性。在此基礎(chǔ)上提出“固溶強(qiáng)化增塑”合金新思路，實(shí)現(xiàn)強(qiáng)度與塑性同步提升，解決了常規(guī)固溶強(qiáng)化損害塑性的難題。

我們?cè)趯?shí)際應(yīng)用過程中常常會(huì)發(fā)現(xiàn)此類矛盾問題，這需要我們采用矛盾理論和新的科學(xué)效應(yīng)來解決。

2鎂合金熔體純凈化技術(shù)

鎂合金熔體凈化技術(shù)不斷發(fā)展，從溶劑純凈化技術(shù) → 無溶劑純凈化技術(shù) → 反重力過濾技術(shù) → 超聲純凈化技術(shù)。無溶劑純凈化技術(shù)是通過低溫靜置處理來降低鎂合金熔體中的雜質(zhì)Fe（Si）的含量，使雜質(zhì)Fe在熔體中形成密度大于鎂熔體的金屬間化合物，然后通過一定時(shí)間的靜置，使雜質(zhì)相聚集沉降到坩堝底部，從而降低熔體中雜質(zhì)的含量。反重力過濾技術(shù)仍然采用過濾器過濾合金熔體，但不同的是合金熔體從下往上運(yùn)動(dòng)，使夾雜物可以在重力作用下沉降到底部。

通過不同場(chǎng)（化學(xué)場(chǎng)、溫度場(chǎng)、聲學(xué)場(chǎng)等）的應(yīng)用，完成了鎂合金熔體純凈化技術(shù)的轉(zhuǎn)變。十分值得我們借鑒。

3鎂合金板材非對(duì)稱加工技術(shù)

通過查閱文獻(xiàn)，我們了解到鎂具有密排六方晶格結(jié)構(gòu), 室溫下可啟動(dòng)的滑移系有限, 通常在室溫下表現(xiàn)出低的成形性能。而利用非對(duì)稱變形構(gòu)建非均勻應(yīng)變，使晶粒發(fā)生傾轉(zhuǎn)，能實(shí)現(xiàn)性能均勻化，突破了傳統(tǒng)金屬加工追求均勻?qū)ΨQ變形的思路。同時(shí)AZ系列板材成品率提高50%，杯突值提高80%，國(guó)內(nèi)外首次實(shí)現(xiàn)室溫成形。

這里想到了創(chuàng)新方法發(fā)明原理中4增加不對(duì)稱原理，同樣在其他的領(lǐng)域也在廣泛的應(yīng)用。

圖1    異步軋制原理圖

（a）開始咬入； （b）咬入階段； （c）咬入條件形成

4鎂合金制品表面著色技術(shù)

關(guān)于鎂合金制品表面著色技術(shù)，現(xiàn)有彩色鎂材的制備方法主要為陽極氧化后再電解著色或陽極氧化后再化學(xué)染色，存在色澤單一、裝飾性能不強(qiáng)、且處理工序復(fù)雜、無法處理形狀復(fù)雜的工件、成本高、周期長(zhǎng)等缺點(diǎn)。本技術(shù)通過在反應(yīng)釜內(nèi)加熱純水，在一定的溫度和壓力下，水和鎂合金表面發(fā)生氧化反應(yīng)形成一定厚度的膜，該表面膜主要由鎂及其合金元素的（氫）氧化物組成。利用不同厚度的表面膜由于光的干涉作用會(huì)產(chǎn)生不同顏色的特點(diǎn)，通過改變反應(yīng)時(shí)間及溫度調(diào)控鎂材表面膜厚度從而賦予鎂材洋紅、淺紫、黃綠、淺綠、青藍(lán)、黃橙、金黃、淺黃、暖褐、冷褐、銀白、銀灰等各種顏色。這也是一種特定科學(xué)效應(yīng)的應(yīng)用。

5鎂合金表面微納米結(jié)構(gòu)超親水涂層的形成

鎂合金表面微納米結(jié)構(gòu)超親水涂層的形成是使用純水熱水氧化技術(shù)，在一系列金屬和合金上構(gòu)建復(fù)雜的仿生微納米結(jié)構(gòu)（如菊花、牡丹花和新鮮的茶葉等），形成超親水表面。同樣運(yùn)用到了特殊科學(xué)效應(yīng)。

圖2    純水熱水處理后AZ61鎂表面的SEM圖像和牡丹花的數(shù)碼照片對(duì)比

（a）低倍率圖像； （b）具有牡丹狀結(jié)構(gòu)的單個(gè)微尺度突起的高倍放大圖像；

（c）非突出部分的高倍放大圖像；（d）牡丹的數(shù)碼照片

6耐高溫涂層的設(shè)計(jì)

將原有的耐高溫設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)變?yōu)閷崃靠焖賯鲗?dǎo)出，從而降低對(duì)材料耐高溫的需求。通過逆向思維，巧妙的解決了這一問題。

通過此次報(bào)告會(huì)，讓我們對(duì)在材料研發(fā)過程中如何采用科學(xué)效應(yīng)并應(yīng)用到技術(shù)創(chuàng)新中有了更深的領(lǐng)悟。感謝潘院士為我們帶來精彩的報(bào)告。