上海交通大学科技成果——阻燃镁合金
上海交通大学2016年博士研究生招生简介
上海交通大学2016年博士研究生招生简介上海交通大学创建于1896年，是我国历史最悠久的高等学府之一，是教育部直属、教育部与上海市共建的全国重点大学，是国家“七五”、“八五”重点建设和“211工程”、“985工程”的首批建设高校。
经过一百多年的不懈努力，上海交通大学已经成为一所“综合性、研究型、国际化”的国内一流、国际知名大学，并正在向世界一流大学稳步迈进。
交通大学始终把人才培养作为办学的根本任务。
一百多年来，学校为国家和社会培养了20余万各类优秀人才，包括一批杰出的政治家、科学家、社会活动家、实业家、工程技术专家和医学专家，如江泽民、陆定一、丁关根、汪道涵、钱学森、吴文俊、徐光宪、张光斗、黄炎培、邵力子、李叔同、蔡锷、邹韬奋、陈敏章、王振义、陈竺等。
在中国科学院、中国工程院院士中，有200余位交大校友；在国家23位“两弹一星”功臣中，有6位交大校友；在18位国家最高科学技术奖获得者中，有3位来自交大。
交大创造了中国近现代发展史上的诸多“第一”：中国最早的内燃机、最早的电机、最早的中文打字机等；新中国第一艘万吨轮、第一艘核潜艇、第一艘气垫船、第一艘水翼艇、自主设计的第一代战斗机、第一枚运载火箭、第一颗人造卫星、第一例心脏二尖瓣分离术、第一例成功移植同种原位肝手术、第一例成功抢救大面积烧伤病人手术等，都凝聚着交大师生和校友的心血智慧。
改革开放以来，一批年轻的校友已在世界各地、各行各业崭露头角。
学校现有一级学科博士学位授权点36个，覆盖经济学、法学、文学、理学、工学、农学、医学、管理学等8个学科门类；一级学科硕士学位授权点57个，覆盖全部13个学科门类；博士专业学位授权点3个；硕士专业学位授权点21个；9个国家一级重点学科，11个国家二级重点学科，7个国家重点（培育）学科、27个上海市重点学科；28个博士后流动站；1个国家实验室（筹），8个国家重点（级）实验室，5个国家工程研究中心，3个国家工程实验室，2个国家级研发中心，1个国防重点学科实验室，13个教育部重点实验室，4个卫生部重点实验室，1个农业部重点实验室，27个上海市重点实验室，4个教育部工程研究中心，4个上海市工程技术研究中心，1个文化部文化产业研究基地，4个上海市理论创新基地和经济社会发展研究工作室，3个世界卫生组织合作中心，1个国家技术转移中心和1个国家大学科技园。
近年主要成果-上海交通大学
１.承担项目情况：1）国家自然基金项目，“辊弯成形全流程动态模拟技术研究”，编号：50375095, 经费：24万元，起止年月：2004.1～2006.12，负责人。
2）国家自然基金重点项目，“材料智能化近终成形加工技术的若干基础问题”，编号：50634010, 经费：180万元，起止年月：2007.01～2010.12，主要参加人。
3）国家973计划前期研究项目“材料制备新方法探索及性能研究”，编号：2006CB708600，总经费：1094万元，起止年月：2006.12～2008.11，负责人。
4）国家863计划重点项目，“高强高韧镁合金及其应用技术研究”，编号：002AA331120，经费：340万元，起止年月：2002.6～2005.6，负责人。
5）国防科工委民口配套项目，“XXX轴承的研究”，编号：MKPT-05-268，经费：165万元，起止年月：2005.1～2006.12，负责人。
6）上海市重大基础研究项目“成形制造中材料微观结构与应力场控制”，编号：06dj14005, 经费：500万元，起止年月：2007.01～2010.12，主要参加人。
7）上海市重点基础研究项目，“镁合金板材变形机理及温热冲压成形性能研究”，编号：03JC14045，经费：30万元，项目起止年月：2003.12～2006.12，负责人。
8）教育部高等学校博士点专项科研基金，“基于细观织构演化的金属板材成形性能理论研究”，编号：20030248029。
经费：5万元，起止年月：2004.1～2006.12，负责人。
9）宝钢股份有限公司委托项目“ERW高频直缝焊管排辊成形工艺数字化平台技术研究”，经费：110万元，起止年月：2006.12～2008.4，负责人。
10）美国福特汽车公司University Research Project (URP)项目“Integrated Computational Materials Engineering (ICME) Methodology Development forAlloy Design & Defects Control for Al & Mg Extrusions”, 经费：12万美元，起止年月：2007.1～2009.12，负责人。
镁合金的阻燃性
镁合金的阻燃性1. 阻燃性问题镁及镁合金由于具有高的比强度、比刚度以及减震性、电磁屏蔽能力强，易切削加工，易回收等一系列优点，因而在汽车、电子、航天航空等领域得到了广泛应用。
但镁的化学活性很强，在高温时易氧化燃烧，这就导致镁合金的熔炼和加工十分困难。
因而有必要寻找一种经济、实用、无污染的镁和金熔炼保护方法以防止镁合金生产过程中的氧化燃烧问题。
目前较为成熟的镁合金阻燃方法有熔剂保护法和气体保护法，但这两种方法在应用过程中存在着熔剂夹杂、污染环境以及设备复杂等缺点。
20世纪50年代人们提出了合金化阻燃的想法，即通过向镁合金中添加合金元素，使其在熔炼过程中自动生成保护性氧化膜，从而阻止镁合金的进一步氧化燃烧。
到目前为止，关于合金化阻燃方法的研究主要集中在Ca、Be和RE等几种元素上。
2. 含Ca 阻燃镁合金的研究现状日本较早研究了加Ca 的阻燃镁合金，日本九州国家工业研究所的Sakamoto 和九州大学的Fukuoka 等人研究了Mg-Ca 二元合金的阻燃情况。
他们通过测定Mg-Ca 合金在加热升温过程中的起燃温度（出现第一个起燃点时的温度）发现：加入1%Ca能提高燃点250C，但金属镁的氧化膜表面粗糙不能阻止进一步的氧化；对于加入5%Ca的镁合金，其氧化膜即使在970C的大气中暴露60min，氧化膜仍很薄，表面光滑均匀。
同时，他们的研究还表明，在Mg-Ca 合金表面生成的表面氧化膜是一种双层结构，这种双层结构的外层为致密的CaO 层，其厚度不随氧化时间而增加；内层是CaO和MgO的疏松混合层，随氧化时间的增加其厚度增加。
这种氧化膜能阻止外界气氛中的氧向Mg 液中渗入并同时阻止Mg 液的挥发，从而提高了燃点。
日本东京工艺学院的Cha ng等用挤压铸造加工出了加Ca阻燃、加Zr细化的镁铸件，研究了Ca和Zr对组织和性能的影响，证明同时加入Ca和Zr能有效的起到防燃作用，且Ca能提高Zr在镁合金中的溶解度而强化细化效果。
新型镁合金的研究开发与应用
整 体 水平 则 低 于 Ａ Ｅ系 列 。 因此 研 制 和 开 发 高 性 能 、 低 成 本 的汽 车 用 耐 热 （ 高 温蠕 变 ） 合 金 成 为 近 十 抗 镁
年来 镁合 金 界关 注 的焦 点 。
１ １ １ 镁合 金 的高 温蠕 变 特点 ．．
合金 至高 温 应用 的新 途径 。
镁 合 金 使 用 温 度 可 达 ２ｏ 以上 ， 是 却 不 适 用 于 汽 ０℃ 但
镁合 金 的 高 温 蠕 变 特 点 是 晶 内滑 移 与 晶界 滑 移
（ 占总蠕 变 形 变 量 的 ４ ％ ～８ ％ ） 重 。 因此 设 计 约 ０ ０ 并
耐热 镁合 金 时 应 遵 循 阻 止 晶 界 滑 移 和 限 制 晶 内 位 错
１ 新 型 高 性 能 镁 合 金
１ １ 高性 能低 成 本 耐热镁 合 金的 研 究 ．
晶格 空位 ， 善 晶界 附 近 的组 织 结 构 。 （ 界 处 的 铸 改 晶 造缺陷 ， 如缩 松 等 ， 使 合 金 的 强 度 包 括 蠕 变 强 度 大 会 大降 低 ） 。 综合 运 用 固溶强 化 、 时效 析 出 强 化和 弥 散 强 化机 制 ， 制 具有 初生 弥散 相钉 扎 晶界 和 晶 内与 基 体共 格 研 的时效 析 出 相强 化 晶 内 的复 相增 强 镁 合 金 ， 扩 大 镁 是
可 富集 于 晶 界位 置 的表 面活 性 元 素 ， 以填 充 晶 界 处 的
耐热 镁合 金 的 开 发 始 于 ２ ０世 纪 中期 ， 用 的 目 应 标 是航 空 工 业 。 西 方 国家 一 些 高 档 次 的 耐 热 镁 合 金 都 是用 于 飞 机 发 动 机 零 件 的 。虽 然 这 些 成 熟 的 耐 热
Mg-Gd-Y-Zr高强耐热镁合金的研究进展
Mg-Gd-Y-Zr高强耐热镁合金的研究进展吴文祥;靳丽;董杰;章桢彦;丁文江【摘要】Mg-Gd-Y-Zr alloys are increasingly investigated in recent years due to their excellent mechanical properties at room and elevated temperatures and good creep resistance. The research progress on the alloys all over the world was reviewed, and then the development of new flux, hot deformation behavior, strengthening mechanisms and fracture mechanisms were analyzed. Moreover, the creep mechanism, corrosion mechanism, surface treatment technology and the solid-state recycling on Mg-Gd-Y-Zr alloys were summarized. At last, further research areas on Mg-Gd-Y-Zr alloys were Mg-Gd-Y-Zr magnesium alloys; high strength and heat resistant; corrosion behavior; aging precipitation; solid-state recycling%Mg-Gd-Y-Zr合金由于具有优异的室温、高温力学性能及抗蠕变性能而成为镁合金研究的热点.本文作者总结国内外Mg-Gd-Y-Zr合金的研究进展,分析熔体纯净化技术开发现状、热变形行为、强化机制以及断裂机制,讨论Mg-Gd-Y-Zr合金蠕变机理、腐蚀机理及表面处理技术的研究情况,并对Mg-Gd-Y-Zr合金固态回收技术进行介绍,最后,对该合金未来的发展方向进行展望.【期刊名称】《中国有色金属学报》【年(卷),期】2011(021)011【总页数】10页(P2709-2718)【关键词】Mg-Gd-Y-Zr镁合金;高强耐热;腐蚀行为;时效析出;固态回收【作者】吴文祥;靳丽;董杰;章桢彦;丁文江【作者单位】上海交通大学轻合金精密成型国家工程研究中心,上海200240;上海交通大学轻合金精密成型国家工程研究中心,上海200240;上海交通大学轻合金精密成型国家工程研究中心,上海200240;上海交通大学轻合金精密成型国家工程研究中心,上海200240;上海交通大学轻合金精密成型国家工程研究中心,上海200240;上海交通大学金属基复合材料国家重点实验室,上海200240【正文语种】中文【中图分类】TG146.2镁合金是目前实际应用中密度较低的金属结构材料，在汽车、航空航天及通讯电子等领域得到了日益广泛的应用。
镁合金在航空航天领域研究应用现状与展望_吴国华
( 5% 通 过 调 整 Zn / Al 比值， 对 Mg6% ) Al 合 金 组织 和 性 能 进行 了系
(0 20% ) Zn-
统研究， 以获得强度较高、 热处理效果强化效果显 著的镁合金， 且 该合 金 适宜 半 固 态 成 形。 研究发 ZA72 和 ZA74 合金( 金属型 ) 均 现 ZA54 和 ZA56 、 具有 较 为 优 异 的 力 学 性 能， 其 中 ZA74 经 半 固 态
［11］ ［10］
。这些 缺 点 限 制 了 其 在 航 空 航 天 领 域 的
应用。 本文介绍了镁合金在航空航天领域研究应用 的现状， 结合目 前 高 性 能 镁 合 金的发展 趋 势 和 成 形技术的研究现 状， 对 航 空 航天 领域 中 镁 合 金的 应用进行了展望。
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2. 1
高性能镁合金的研究现状
［1 ］ “ 21 世纪绿色工程材料” 。然而， 誉为 镁合金 存
0905 ; 修回日期: 20160412 收稿日期: 2015基金项目: 国家自然科学基金( 51275295 ) mail: ghwu@ sjtu． edu． cn 作者简介: 吴国华( 1964 － ) ， 男， 博士， 教授， 研究方向为轻合金液态精密成型、 熔体处理与绿色制备。ห้องสมุดไป่ตู้-
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载人航天
第 22 卷
在以下缺点: 耐蚀性差， 燃点低; 材料强度偏低， 尤 其是高温强度 和 抗 蠕 变 性 差; 镁 合 金 铸 件 容 易 形 成缩松和热裂纹， 成品率低， 镁合金变形件塑性加 工条 件 控 制 困 难， 导致组织与力学性能不稳 定
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ZnAlMn 合 金基 础上 添加 少 量 Cu 元 在现有 Mg素， 目的是使合金能在较高温度下进行固溶， 促进 更多的 Zn 溶进镁基体， 并增加随后的时效强化效 8.0Zn1.0Al0.5Cu0.5Mn 合 金 果。 研 究 发 现 Mg的 屈 服 强 度 可 达 228 MPa，抗 拉 强 度 达 到 372 MPa， Zn 系 合 金 中 一 般 延 伸 率 为 16% 。 Mg添加含量大于 0. 5% 的锆， 其 目的是 细 化 晶 粒， 形 ZnZr 系合 金。 但该 类 合 成具有较 高 性 能 的 Mg金具有敏感的显微缩松和热裂倾向。通过加入稀 土元素可显著 改善 合 金的 铸造 性 能 和 抗 蠕 变 性， 据此 开发 出 的 ZE41 在 200ħ 仍 有 较 高 的 强 度， EZ33 的使用温度可达 250ħ 。 稀 土 元 素 对 镁 合 金 具有 固 溶 和 沉淀 强 化 作 用 。 在 镁 合 金中 添加 稀 土 元 素 能够 提 高合 金的 室温和高温强度、 提 高高 温 蠕 变 抗 力 、 改善 铸造 ＲE 系 性能， 同时 有 利 于提 高 耐蚀 性 ， 从 而 使 Mg合 金 具有 较 高 的 高 温 强 度 、 优 良 的 抗 蠕 变 性 能、 良好 的 耐 热 和 耐 蚀 性 能 怀
国防科技工业涉及哪些金属材料和军工材料
国防科技工业涉及哪些金属材料和军工材料作者：李科来源：《中国军转民》2018年第04期在国防科技工业领域，无论是推进大飞机、高速列车、电动汽车等重点工程，还是发展电子信息、节能环保等重要产业，还是海洋开发、情报信息和军事装备等国防军事和工业领域都面临着一系列关键材料技术突破的问题，材料技术突破是体现一个国家综合实力与技术创新的标志之一。
国防军工重点企业一览中国重工：公司作为我国航母建造的重要参与方，是我国海军装备的龙头企业，未来将极大受益于我国航母战斗群的建设。
目前公司的海军装备、海洋工程、舰船装备、高技术船舶、重大能源装备、特种交通装备均属于高端装备制造范围。
中国船舶：公司大股东一中船工业集团旗下的江南造船集团、沪东中华造船、黄埔造船等企业都是中国重要的海军装备供应商，但都未纳入600150上市公司的范畴。
中国船舶上市公司定位民船及其关键装备的造修，与军工产品暂无直接关系。
中船股份：中船江南重工股份有限公司是中国重要的海军装备供应商，大型舰船制造厂，随着航母战斗群发展的推动，我国将进入大型舰艇建造的高峰期，这将长期利好该股。
西飞国际：战机、轰炸机、运输机、支线客机及部件生产为主。
哈飞股份：直升机及部件生产占90%。
洪都航空：航空产品占90%（教练机等）。
航空动力：发动机制造。
公司看点在于战斗触发发动机需求；资产注入预期强；发动机发展空间大，将进行进口替代。
成发科技：发动机部件占70%，（以转包为主），房地产占30%。
其中航空发动机为主，也包括汽车和摩托发动机。
中航动控：发动机控制及部件占80%，其余为转包等。
中航电子：航空电子系统及产品，军品为主。
航天动力：电机、泵、传动产品等。
大部分民用，少部分军用。
航天六院，主要产品是火箭发动机，民品包括动力配件等。
海兰信：主营航海电子设备，涉及海事、军工和环境监测三大主业。
是中国海军的合格供应商之一。
北方导航：前身为中兵光电。
产品包括70Km、150Km、300Km远程制导火箭弹、火箭炮、无人侦察机、无人车、导引头等，军工占60%以上，其余为能源化工产品。
轻合金技术新进展
２.４轻合金技术新进展丁文汇王渠东刘满平（上海交通大学轻合金精密成型国家工程研究中心）铝、镁、钛等金属的密度小，分别为2.7g/cm3、1.7g/cm3、和4.5g/cm3、，因此，这几种金属通常被称为轻金属，其相应的铝合金、镁合金、钛合金则称为轻合金[1,2]。
铝合金具有比重小、导热性好、易于成形、价格低廉等优点，已广泛应用于航空航天、交通运输、轻工建材等部门，是轻合金中应用最广、用量最多的合金[3~5]。
镁合金具有比重小，比强度、比刚度高，阻尼性、切削加工性、导热性好，电磁屏蔽能力强，尺寸稳定，资源丰富，易回收，无污染等优点，因此，在汽车工业、通信电子工业和航空航天工业等领域正得到日益广泛的应用，近年来全世界镁合金产量的年增长率高达20％，显示出了极为广泛的应用前景[1,15]。
钛合金比重小、耐蚀性好、耐热性高、比刚度和比强度高，是航天航空、石油化工、生物医学等领域的理想材料；同时，钛的无磁性、钛铌合金的超导性、钛铁合金的储氢能力等特性，使得钛合金在尖端科学和高技术方面发挥着重要作用[1,32]。
本文简要综述目前国内外在轻合金方面的研究开发、应用现状及最新进展，分析了我国在轻合金材料发展及其应用方面存在的问题，提出了今后一段时间我国在轻合金材料研究、开发与应用方面的对策。
－、铝合金1.铝合金的发展铝合金是一种较年轻的金属材料，在20世纪初才开始工业应用。
第二次世界大战期间，铝材主要用于制造军用飞机。
战后，由于军事工业对铝材的需求量骤减，铝工业界便着手开发民用铝合金，使其应用范围由航空工业扩展到建筑业、容器包装业、交通运输业、电力和电子工业、机械制造业和石油化工等国民经济各部门，应用到人们的日常生活当中。
现在，铝材的用量之多，范围之广，仅次于钢铁，成为第二大金属材料。
铝材应用的迅速发展是世界铝工业界不断开发新的铝合金材料的结果[3~5]。
表1列出了铝合金的特性及主要应用领域[2]。
铝合金的发展可追溯到1906年时效强化现象在柏林被Alfred Wilm偶然发现，硬铝Duralumin、随之研制成功并用于飞机结构件上[7]。
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上海交通大学科技成果——阻燃镁合金技术背景
通过添加稀土与钙等表面活性元素，改变表面氧化层的生长动力学和化学组成，在镁合金表面形成复合致密氧化膜结构，提高熔体燃点。
发明的JDZM镁合金，实现了镁合金无保护熔炼与生产。
技术水平
创新的镁合金燃点测试、氧化热力学和动力学计算、氧化膜结构分析等方法以及建立的阻燃镁合金氧化模型被国内外学者在随后的研究中广泛借鉴，单篇论文引用次数超过100次；
实现镁合金熔炼、加工无需保护，阻燃温度达935℃；
研究成果获2003年国家科技进步二等奖。
应用领域
3C产品构件、汽车方向盘骨架、汽车变速箱等轻质压铸件。
3C产品外壳
汽车变速箱壳体
汽车方向盘骨架
汽车副车架。