专家信息:
吴国华,男,1964年7月生,博士,教授,博士生导师。上海交通大学材料科学与工程学院教授、上海交通大学材料学院院长助理。上海市优秀学科带头人,韩国机械与材料研究院高级访问学者。
教育及工作经历:
1981.9-1985.8,合肥工业大学 学士。
1985.9-1988.1,东南大学 硕士。
1997.9-2000.8,华中科技大学 博士。
2000.9-2002.4,上海交通大学 博士后。
1995.12-1997.8,合肥工业大学 副教授, 教研室主任 。
2002.5- 2005.8,上海交通大学 副教授。
2005.3- 2006.2, 韩国机械与材料研究院 高级访问学者。
2005.9- 至今,上海交通大学 教授/博导。
学术兼职及社会任职:
1. 上海航天先进材料及应用技术联合实验室主任。
2. 轻合金精密成型国家工程研究中心副主任。
3. 材料能量场研究室主任。
4. 全国镁合金材料与应用技术专业委员会副理事长。
5. 中国铸种铸造及有色合金技术委员会委员。
6. 全国热成形标准技术委员会委员。
7. 全国铸造学会铸造材料专业委员会委员。
8. 全国铸造学会消失模铸造专业委员会委员。
9. 全国铸造机械标准化技术委员会委员 。
10. “Transactions of Nonferrous Metals Society of China ”杂志编委。
11. “China Foundry”杂志编委。
12. “中国有色金属学报”杂志编委。
13. “铸造”杂志编委。
14. “特种铸造与有色合金”杂志编委。
15. “铸造设备与工艺”杂志编委。
主讲课程:
《材料加工原理》,此课程被评为上海交通大学精品课程。
培养研究生情况:
毕业博士生数 3
毕业硕士生数 5
研究方向:
高性能轻合金材料开发、液态精密成型、半固态成型、材料绿色制备。
承担科研项目情况:
近几年,已主持或参与国家973计划课题、国家航天重大专项、国家航空重大专项、国家863计划、国家发改委新材料示范工程、国家十五攻关计划、国家十一五科技支撑计划、国家自然科学基金、上海航天基金等科研项目40余项。
资料更新中……
科研成果:
1. 2009年,高强度稀土镁合金,获教育部技术发明二等奖。
2. 2008年,上海市优秀学科带头人(A类)。
3. 2008年,“镁稀土类合金精炼熔剂及其生产方法”,获教育部优秀科研成果专利奖二等奖。
4. 2007年,“新型高性能耐热镁合金研制及其在汽车上的应用”,获上海市技术发明一等奖。
5. 2006年,“高强度镁合金及其在国防工业中的应用研究”,获国防科学技术二等奖。
6. 2005年,“《材料加工原理》课程改革与探索”,获上海市教学成果一等奖。
7. 2003年,“阻燃镁合金及其应用关键技术研究”,获国家科技进步二等奖。
发明专利:
1. 镁稀土类合金精炼熔剂及其生产方法。专利号:ZL200410017012.1,发明人:吴国华,丁文江,高洪涛。授权时间:2006.10.4
2. 镁合金硼化物除铁熔剂及其生产方法。专利号:ZL03129700.5,发明人:吴国华,高洪涛,丁文江。授权时间:2005-03-30
3. 镁合金专用泡沫陶瓷过滤器制备方法。 专利号:ZL02145312.8,发明人:吴国华,卢晨,曾小勤,丁文江,徐小平。授权时间:2005-05-04
4. 镁合金熔炼炉。 专利号:ZL02136199.1 ,发明人:吴国华,彭立明,曾小勤,丁文江。授权时间:2005-01-26
5. 镁合金精炼剂及生产方法。 专利号:ZL01142611.X ,发明人:吴国华,丁文江。授权时间:2004-09-01
6. 镁合金稀土化合物熔剂及其生产方法。专利号:ZL03128916.9 ,发明人:吴国华,翟春泉,卢晨,曾小勤,丁文江。授权时间:2004-12-15
7. 镁合金玻璃体覆盖熔剂及其生产方法。专利号:ZL200410017363.2 ,发明人:吴国华,卢晨,丁文江。,授权时间:2006-01-11
8. 镁合金废旧料再生工艺。专利号:ZL02136201.7,发明人:吴国华,曾小勤,卢晨,彭立明,丁文江。授权时间:2004-11-24
在国内外重要刊物上发表学术论文150余篇,其中SCI、EI收录六十余篇。
代表性英文论文:
1. Zhaohua Hu, Guohua Wu, Peng Zhang,Wenjiang Ding, Rheo-processing of near-eutectic ADC12 alloy. Solid state phonomena,vol.192-193(2013) pp116-122, 2013 Trans tech publications, Switzerland.
2. Liang Zhang, Guohua Wua, Zhanyi Cao, Wenjiang Ding. Effects of Ca content on the microstructure of semisolid Mg-13Al alloy produced via isothermal heat treatment. Journal of Alloys and Compounds 534 (2012) 52–58
3. LIANG Min-jie, WU Guo-hua, DING Wen-jiang, WANG Wei. Effect of inclusion on service properties of GW 103K maganesium alloy. Trans. Nonferrous Met. Soc. China, 21(2011):717-724
4. Guohua Wu, Wei Wang, Ming Sun, Qudong Wang, Wenjiang Ding. Influence of GdCl3 Additions on Purifying Effectiveness and Properties of Mg-10Gd-3Y-0.5Zr Alloy, Transactions of Nonferrous Metals Society of China, 2010,20(7):1177-1183
5. Ming SUN, Guohua Wu, Jichun Dai, Wei WANG, Wenjiang DING。Grain refinement behavior of potassium fluozirconate (K2ZrF6) salts mixture introduced into Mg-10Gd-3Y magnesium alloy. Journal of Alloys and Compounds, 2010,494:426-433
6. Wang Qilong , Wu Guohua, Hou Zhengquan, Chen Bin, Zheng Yun and Ding Wenjiang. A Comparative Study of Mg-Gd-Y-Zr Alloy Cast by Metal Mould and Sand Mould, China Foundry. 2010,7(1):6-12
7. Wu Guohua, Sun Ming, Dai Jichun, Ding Wenjiang. Effects of filter materials on the microstructure and mechanical properties of AZ91, China Foundry, 2010,7(4):400-407
8. WU Guo-hua,Dai Ji-chun, SUN Ming, DING Wen-jiang, Non-flux purification behavior of AZ91 magnesium alloy, Transactions of Nonferrous Metals Society of China, 2010,20(11):2037-2045
9. Ming Sun, Guohua Wu, Wei Wang, Wenjiang Ding. Effect of Zr on the microstructure, mechanical properties and corrosion resistance of Mg-10Gd-3Y magnesium alloy [J]. Materials Science and Engineering A, 2009, 523(1-2): 145-151.
10 Wei Wang, Guohua Wu, Qudong Wang, Yuguang Huang,Wenjiang Ding. Gd contents, mechanical and corrosion properties of Mg–10Gd–3Y–0.5Zr alloy purified by fluxes containing GdCl3 additions. Materials Science and Engineering A. 507 : 207–214(2009)
11. W. Wang, Y. G. Huang, G. H. Wu, Q. D. Wang, M. Sun, W. J. Ding, Effect of Fluxes Containing YCl3 on Yttrium loss, Mechanical and Corrosion Properties of Mg−10Gd−3Y−0.5Zr Alloy, Mater. Sci. Eng. A, 2009
12. Guohua Wu, Yu Fan, Andrej Atrens, Chunquan Zhai, Wenjiang Ding. Electrochemical behavior of magnesium alloys AZ91D,AZCe2 and AZLa1 in chloride and sulfate solutions. J Appl Electrochem , 38:251-257(2008)
13. Chang Dong Yim, Guohua Wu, Bong Sun You. Effect of gas bubbling on tensile elongation of gravity mold castings of magnesium alloy. Materials transactions, 48(10): 2778-2781(2007)
14. Yu Fan, Guohua Wu, Hongtao Gao, Guanqun Li, Chunquan Zhai. Influence of Ca on corrosion resistance of AZ91D. Journal of the Electrochemical Society.,153(8):283-288(2006)
15. Yu Fan, Guohua Wu, Chunquan Zhai. Influence of Cerium on the microstructure, mechanical properties and corrosion resistance of magnesium alloy. Materials Science and Engineering A,433:208-215(2006)
16. Yu Fan, Guohua Wu, Hongtao Gao, Guanqun Li, Chunquan Zhai. Influence of Lanthanum on the microstructure, mechanical property and corrosion resistance of magnesium alloy. Journal of Materials Science. 41:5409-5416(2006)
17. Guohua Wu, Yu Fan, Hongtao Gao, Chunquan Zhai, Yan Ping Zhu. The effect of Ca and RE on the Microstructure, Mechanical Properties and Corrosion Behavior of AZ91D. Materials Science and Engineering A, 408(1-2):255-263(2005)
18. Guohua Wu, Hongtao Gao, Wenjiang Ding and et al. Study on Mechanism of Iron Reduction in Magnesium Alloy melt, Journal of Materials Science, 40:6175-6180(2005)
19. Gao Hongtao, Wu Guohua, Ding Wenjiang, Zhu Yanping. Recycling of Magnesium Alloy AZ91 Scrap by a B2O3 Containing Fluxes. Journal of Materials Science,39(21): 6449-6456(2004)
20. Hongtao Gao, Guohua Wu, Wenjiang Ding, Yanping Zhu. Study on Fe reduction in AZ91 melt by B2O3, Materials Science and Engineering A,368(1-2): 311-317(2004)
21. Hongtao Gao, Guohua Wu, Wenjiang Ding, Zhu Yanping. Purifying Effect of New Flux on Magnesium Alloy. Transactions of Nonferrous Metals Society of China, 14(3):530-536(2004)
22. Gao Hongtao, Wu Guohua, Ding Wenjiang, Zhu Yanping. Recycling of Magnesium Alloy AZ91 Scrap by a B2O3 Containing Fluxes. Journal of Materials Science,39(21): 6449-6456(2004)
代表性中文论文:
1 镁合金液态精密成型研究进展 吴国华; 张亮; 丁文江 上海电力学院学报 2015-08-15
2 工艺参数对气泡搅拌法制备AZ91D镁合金半固态浆料显微组织的影响(英文) 张扬; 吴国华; 刘文才; 张亮; 庞松; 丁文江 Transactions of Nonferrous Metals Society of China 2015-07-15
3 熔体复合净化处理对砂型铸造Mg-10Gd-3Y-0.5Zr镁合金显微组织和力学性能的影响(英文) 梅俊; 刘文才; 吴国华; 张杨; 张逸韬; 洪毅恺; 张若曦; 肖旅; 丁文江 Transactions of Nonferrous Metals Society of China 2015-06-15
4 浇注温度对砂型铸造Mg-10Gd-3Y-0.4Zr合金凝固行为、组织与性能的影响(英文) 庞松; 吴国华; 刘文才; 张亮; 张扬; Hans CONRAD; 丁文江 Transactions of Nonferrous Metals Society of China 2015-02-15
5 稀土镁合金纯净化研究现状及展望 梅俊; 刘文才; 吴国华; 肖旅; 丁文江 轻合金加工技术 2014-12-20
6 冷却速率对砂型铸造Mg-10Gd-3Y-0.4Zr合金凝固行为的影响(英文) 庞松; 吴国华; 刘文才; 张亮; 张扬; Hans CONRAD; 丁文江 Transactions of Nonferrous Metals Society of China 2014-11-15
7 热处理对砂型铸造Mg-10Gd-3Y-0.5Zr镁合金微观组织和力学性能的影响(英文) 曹樑; 刘文才; 李中权; 吴国华; 肖旅; 王少华; 丁文江 Transactions of Nonferrous Metals Society of China 2014-03-15
8 热处理对铸态Mg-4.2Zn-1.5RE-0.7Zr镁合金显微组织和力学性能的影响(英文) 王颖东; 吴国华; 刘文才; 庞松; 张扬; 丁文江 Transactions of Nonferrous Metals Society of China 2013-12-15
9 气流搅拌法制备铝镁合金半固态浆料的研究现状 徐佳; 吴国华; 刘文才; 张扬; 丁文江 轻合金加工技术 2013-10-20
10 电磁场对铝、镁合金凝固组织的影响研究现状及展望 王颖东; 吴国华; 刘文才; 庞松; 丁文江 轻金属 2013-07-20
11 镁合金高温力学性能研究进展 曹樑; 李中权; 刘文才; 吴国华; 丁文江 轻金属 2013-06-20
12 微量氟化钾对镁合金在商用冷却液中腐蚀行为的影响 袁鹏; 郭兴伍; 彭立明; 付彭怀; 龚佳; 吴国华 机械工程材料 2013-04-20
13 镁合金纯净化研究现状与展望 吴国华; 丁文江 2011中国材料研讨会论文摘要集 2011-05-17
14 氯化胆碱-尿素离子液体中Zn的电沉积行为及其在AZ91D镁合金上的电镀研究 杨海燕; 郭兴伍; 吴国华; 丁文江 2009年全国电子电镀及表面处理学术交流会论文集 2009-11-01
15 AZ91D镁合金在AlCl_3-EMI_mCl离子液体中电镀Al研究 杨海燕; 郭兴伍; 吴国华; 丁文江 2009年全国电子电镀及表面处理学术交流会论文集 2009-11-01
16 高性能镁合金研究应用现状与展望 吴国华; 付彭怀; 彭立明; 王其龙; 丁文江 2008中国铸造活动周论文集 2008-10-01
17 镁合金表面腐蚀膜的研究现状与展望 吴国华; 樊昱; 翟春泉 第八届21省(市、自治区)4市铸造学术年会论文集 2006-08-01
18 镁合金研究与应用现状及展望 吴国华; 丁文江 第八届21省(市、自治区)4市铸造学术年会论文集 2006-08-01
19 AZ91镁合金废旧料净化技术研究 吴国华; 翟春泉; 曾小勤; 丁文江; 朱燕萍 第三届有色合金及特种铸造国际会议论文集 2003-09-01
20 TiO_2、MnCl_2对镁合金组织性能的影响 吴国华; 翟春泉; 曾小勤; 卢晨; 丁文江 2002年材料科学与工程新进展(上)——2002年中国材料研讨会论文集 2002-10-01
21 镁熔体在HFC-32/CO_2气氛中的高温氧化行为 曾一文; 吴国华 中国有色金属学报 2013-04-15
22 固溶处理对Mg-4Y-2Nd-1Gd-0.4Zr镁合金组织和性能的影响 刘志杰; 吴国华; 刘文才; 丁文江 材料热处理学报 2013-03-25
23 挤压态Mg-10Gd-3Y-0.5Zr镁合金的低温力学性能(英文) 张学锋; 吴国华; 刘文才; 丁文江 Transactions of Nonferrous Metals Society of China 2012-12-15
24 冷却条件对超声振动法制备AZ91半固态浆料组织的影响(英文) 张亮; 吴国华; 王少华; 丁文江 Transactions of Nonferrous Metals Society of China 2012-10-15
25 热处理对砂型铸造Mg-4Y-2Nd-1Gd-0.4Zr镁合金显微组织和力学性能的影响(英文) 刘志杰; 吴国华; 刘文才; 庞松; 丁文江 Transactions of Nonferrous Metals Society of China 2012-07-15
26 Mg-Nd系合金及Nd在镁合金中的应用与展望 刘志杰; 吴国华; 庞松; 丁文江 铸造技术 2012-02-18
27 高低温处理条件下AZ31镁合金的力学性能与微观组织 张学锋; 吴国华; 丁文江 中国有色金属学报 2011-12-15
28 先进镁合金材料及其在航空航天领域中的应用 丁文江; 付彭怀; 彭立明; 蒋海燕; 王迎新; 吴国华; 董杰; 郭兴伍 航天器环境工程 2011-04-15
29 夹杂物对GW103K镁合金服役性能的影响(英文) 梁敏洁; 吴国华; 丁文江; 王玮 Transactions of Nonferrous Metals Society of China 2011-04-15
30 镁合金熔炼保护气体研究现状与展望 庞松; 吴国华; 孙明; 戴吉春; 张扬; 丁文江 铸造 2011-03-10
31 Zn添加对挤压态Mg-Zn-Ce-Zr合金微观组织及力学性能的影响 李广; 靳丽; 董杰; 吴国华; 丁文江 中国有色金属学报 2011-02-15
32 挤压工艺对ME20M镁合金组织和力学性能的影响 郭言炎; 林志埙; 蒋海燕; 吴国华 中国有色金属学报 2011-01-15
33 Influence of GdCl_3 addition on purifying effectiveness and properties of Mg-10Gd-3Y-0.5Zr alloy 吴国华; 王玮; 孙明; 王渠东; 丁文江 Transactions of Nonferrous Metals Society of China 2010-07-15
34 镁合金纯净化研究新进展 吴国华; 孙明; 王玮; 丁文江 中国有色金属学报 2010-06-15
35 AZ91D镁合金在氯化胆碱-尿素离子液体中电镀Zn的研究 杨海燕; 郭兴伍; 吴国华; 丁文江 中国腐蚀与防护学报 2010-04-15
36 Zr在镁合金中晶粒细化行为研究进展 孙明; 吴国华; 戴吉春; 庞松; 丁文江 铸造 2010-03-10
37 镁合金净化技术研究现状及展望 郑韫; 吴国华; 王其龙; 丁文江 铸造技术 2010-01-15
38 精炼剂中GdCl_3含量对GW103K镁合金性能的影响 郑韫; 吴国华; 侯正全; 陈斌; 王其龙; 丁文江 铸造 2010-01-10
39 GW103K合金熔剂净化的研究 郑韫; 吴国华; 侯正全; 陈斌; 王其龙; 丁文江 特种铸造及有色合金 2009-12-20
40 Mg-Gd-Y-Zr合金的高温时效行为研究 王其龙; 吴国华; 侯正全; 陈斌; 郑韫; 丁文江 特种铸造及有色合金 2009-11-20
41 冷却速度对Mg-Gd-Y-Zr合金组织和固溶行为的影响 王其龙; 吴国华; 侯正全; 陈斌; 郑韫; 丁文江 中国稀土学报 2009-08-15
42 Mg-Gd系镁合金的研究进展 孙明; 吴国华; 王玮; 侯正全; 陈斌; 丁文江 材料导报 2009-06-10
43 Mg-Gd-Y系合金的研究进展 王其龙; 吴国华; 郑韫; 丁文江 材料导报 2009-06-10
44 固溶处理对差压铸造GW103K合金组织和性能的影响 王其龙; 吴国华; 侯正全; 陈斌; 郑韫; 丁文江 特种铸造及有色合金 2009-03-20
45 热处理对砂铸Mg-Gd-Y合金组织和力学性能的影响 王其龙; 吴国华; 侯正全; 陈斌; 郑韫; 丁文江 铸造 2009-03-10
46 Mg-Gd-Y-Zr合金的热裂性能 黄玉光; 吴国华; 侯正全; 陈斌; 迟秀梅; 丁文江 特种铸造及有色合金 2009-02-20
47 熔剂净化对Mg-Gd-Y-Zr合金流动性的影响 黄玉光; 吴国华; 王玮; 侯正全; 陈斌; 丁文江 铸造 2009-02-10
48 镁合金陶瓷型精密铸造工艺及界面反应的研究 陈广森; 吴国华; 王迎新; 彭立明; 丁文江 铸造 2009-01-10
49 肾母细胞瘤WT2003方案中放疗策略:附18例回顾性分析 陆冬青; 汤静燕; 潘慈; 吴国华 临床儿科杂志 2008-11-15
50 稀土La对AZ91D镁合金在Nacl溶液中耐蚀性的影响 吴国华; 樊昱; 翟春泉; 丁文江 金属学报 2008-10-11
51 镁合金精密成形技术的国内外研究现状 陈广森; 吴国华; 王迎新; 丁文江 材料导报 2008-07-15
52 镁合金纯净化研究现状与展望 孙明; 吴国华; 王玮; 丁文江 材料导报 2008-04-15
53 镁合金化学镀Ni-P合金工艺研究现状 杨海燕; 吴国华; 丁文江 电镀与精饰 2008-03-15
54 镁合金的热裂与流动性研究现状与展望 黄玉光; 吴国华; 王玮; 丁文江 铸造技术 2008-03-15
55 镁合金非熔剂净化工艺研究进展 王玮; 吴国华; 王渠东; 丁文江 铸造设备研究 2007-08-25
56 镁合金表面腐蚀膜的研究现状与展望 吴国华; 樊昱; 翟春泉 铸造 2007-03-10
57 固溶处理对消失模铸造B319合金组织及力学性能的影响 吴国华; 曾小勤; 刘少光; 丁文江; 朱燕萍 铸造 2006-08-10
58 Y对AZ91D镁合金组织及力学性能的影响 吴国华; 李冠群; 樊昱; 丁文江; 朱燕萍; 李波; 王群 特种铸造及有色合金 2006-05-20
59 主要合金元素对镁合金组织及耐蚀性能的影响 李冠群; 吴国华; 樊昱; 丁文江 铸造技术 2006-01-15
60 La对AZ91D镁合金力学性能和腐蚀性能的影响 樊昱; 吴国华; 高洪涛; 李冠群; 翟春泉 金属学报 2006-01-11
61 CeCl_3对含Ce镁合金精炼过程中Ce损耗量的影响 高洪涛; 吴国华; 樊昱; 丁文江; 朱燕萍 中国有色金属学报 2005-12-30
62 镁合金的腐蚀研究现状与防护途径 李冠群; 吴国华; 樊昱; 丁文江 材料导报 2005-11-15
63 Al/Zn比对镁合金组织、力学性能及耐蚀性的影响 李冠群; 吴国华; 樊昱; 丁文江; 朱燕萍 铸造技术 2005-10-30
64 消失模铸造AZ91镁合金组织及耐蚀性研究 吴国华; 刘子利; 樊昱; 丁文江; 朱燕萍 铸造 2005-08-22
65 我国新型功能材料投资分析与行业展望 高洪涛; 吴国华; 丁文江 新材料产业 2005-07-15
66 Ca对镁合金组织、力学性能和腐蚀性能的影响 樊昱; 吴国华; 高洪涛; 翟春泉; 朱燕萍 中国有色金属学报 2005-02-28
67 Na_2B_4O_7对镁合金旧料组织和性能的影响 高洪涛; 吴国华; 丁文江; 朱燕萍 特种铸造及有色合金 2005-02-28
68 MnCl_2对镁合金废旧料组织性能的影响 吴国华; 卢晨; 翟春泉; 曾小勤; 丁文江; 朱燕萍 铸造 2003-12-22
69 镁合金疲劳性能的研究现状 高洪涛; 吴国华; 丁文江 铸造技术 2003-07-30
70 TiO_2与MnCl_2对Mg合金旧料组织性能的影响 吴国华; 翟春泉; 曾小勤; 丁文江; 朱燕萍 金属学报 2003-07-11
71 RE对慢冷条件下B319铝合金组织性能的影响 吴国华; 卢晨; 高洪涛; 丁文江 金属成形工艺 2003-06-15
72 锶对消失模铸造B319铝合金铜相的影响 吴国华; 高洪涛; 朱燕萍; 丁文江 铸造 2003-04-22
73 TiO_2对镁合金废旧料组织性能的影响 吴国华; 邹宏辉; 翟春泉; 曾克; 丁文江 铸造 2003-03-22
74 镁合金净化技术研究 卢晨; 吴国华; 蔡超; 曾克; 丁文江 金属成形工艺 2002-10-15
75 工业态AZ31镁合金的超塑性变形行为 刘满平; 马春江; 王渠东; 吴国华; 朱燕萍; 丁文江 中国有色金属学报 2002-08-30
76 富镧稀土对消失模铸造B319合金组织的影响 吴国华; 马春江; 王叶双; 朱燕萍; 丁文江 中国稀土学报 2002-08-30
77 稀土对B319铝合金组织性能的影响 吴国华; 马春江; 王叶双; 朱燕萍; 丁文江 金属学报 2002-07-28
78 AZ91镁合金负压消失模铸造充型速度的研究 刘子利; 吴国华; 丁文江; 朱燕萍; 李强 航空材料学报 2002-06-15
79 涂料对消失模铝合金铸件孔隙率的影响 吴国华; 刘子利; 刘满平; 丁文江; 罗吉荣 中国有色金属学报 2002-04-30
80 镁合金负压消失模铸造充型过程的研究 刘子利; 吴国华; 丁文江; 卢晨; 朱燕萍 铸造 2002-04-22
81 RE和Al5TiB对消失模铸造B319铝合金组织的影响 吴国华 ; 朱燕萍 ; 丁文江 特种铸造及有色合金 2002-04-20
82 凹凸棒粘土对消失模涂料流变性的影响 吴国华; 丁文江; 罗吉荣 硅酸盐学报 2002-02-26
83 Mn对消失模铸造B319铝合金Fe相的影响 吴国华; 朱燕萍; 丁文江 铸造 2002-02-22
84 热解产物传输特性对消失模铝铸件针孔的影响 吴国华 ; 刘子利 ; 刘满平 ; 丁文江 ; 罗吉荣 特种铸造及有色合金 2001-10-20
85 涂料吸着性对消失模铸造铝铸件孔隙率影响的研究 吴国华; 刘子利; 刘满平; 丁文江; 罗吉荣 铸造 2001-09-22
86 凹凸棒粘土对消失模涂料触变性的影响 吴国华; 丁文江; 罗吉荣 上海交通大学学报 2001-03-30
87 凹凸棒粘土对消失模涂料触变性的影响 吴国华; 谢敏; 丁文江; 罗吉荣 上海交通大学学报 2001-02-28
88 一种采用三角化脉冲响应模型的鲁棒自适应预测控制器 吴国华; 席裕庚; 张钟俊 控制理论与应用 2000-04-25
89 预测时域选择的简易判据 吴国华; 席裕庚; 张钟俊 控制与决策 1996-09-20
90 一种简单的渐近稳定自适应控制器 吴国华; 席裕庚; 张钟俊; 顾兴源 控制与决策 1996-07-20
91 镁合金腐蚀的研究现状及发展趋势 樊昱; 吴国华; 高洪涛; 翟春泉 铸造技术 2004-12-30
92 氧化硼除铁净化镁合金的研究 高洪涛; 吴国华; 丁文江; 朱燕萍 铸造 2004-10-22
93 硼化物对镁合金净化效果影响的研究 高洪涛; 吴国华; 丁文江; 朱燕萍 铸造技术 2004-09-30
94 Al_5TiB对消失模铸造B319铝合金组织性能的影响 吴国华; 卢晨; 丁文江; 朱燕萍 上海交通大学学报 2004-07-30
95 熔剂中添加LaCl_3对Mg合金显微组织与性能的影响 吴国华; 高洪涛; 朱燕萍; 丁文江 金属学报 2004-07-11
荣誉奖励:
1. 2006年,上海交大专利工作先进个人。
2. 2005年,上海交大专利工作先进个人。
3. 2004年,上海交大专利工作先进个人。
把潜力股做成绩优股
——上海交通大学吴国华团队的镁合金之旅
在世界镁合金研究领域,上海交通大学丁文江院士领导的轻合金精密成型国家工程研究中心(以下简称“轻合金中心”)是一个金字招牌,该研究中心发表的论文总数、发明专利拥有数、应用部件开发数及开发能力均位居世界前列。
2014年4月,喜讯再次传来,轻合金中心完成的“高强耐热镁合金材料及其在航天航空领域应用技术开发”项目荣获2013年度上海市技术发明奖一等奖。这一次,项目的第一完成人是轻合金中心副主任吴国华教授。
镁合金是潜力股
说起镁合金的年龄,追溯到它的研究和应用上,也有一百多年的历史了。尤其是二战期间,镁合金在战斗机上焕发了生命力。为什么军方当时会钟情于镁合金?最大的好处就是减重,因为轻量化可以大幅度提高武器装备的战技性能。那场战争,成了镁合金发展的一个小高潮。人们积攒下大量有关镁的生产与设计方面的知识。二战结束后,镁合金也开始涉足民用工业,但收效不大。这与镁合金的局限性有关。从工艺上来看,镁合金的研发严重滞后,不能适应不同应用场合的要求。
“镁合金材料选择范围小、强度低、耐热性差、净化困难、成型性能差、工艺与装备落后等缺点,严重阻碍了航天航空装备的轻量化进程和飞行指标的提高。”吴国华介绍说。
与这个骨感的现实相比,镁合金其实是一种理想的轻合金材料,从不畏惧与其它金属比性能。论密度,镁只有铝的2/3,钢的1/4;提比强度与比刚度,镁合金的比强度在常用金属结构材料中名列第二位,仅次于钛合金;而比刚度则排第一位。说减震,镁的阻尼性绝对优于铸铁。它的可屏蔽电磁频率范围较广,切削力只有铝合金和软钢的1/2。从资源储量上来说,当前世界,铁铁、铝资源已趋于贫化,使用年限不超过300年;而镁的使用寿命却长达1000年,还能够可再生循环利用。难怪镁合金的研发即使存在瓶颈,仍被材料专家誉为“21世纪最具开发和应用潜力的绿色工程材料”,成为先进材料技术领域的竞争热点和重点。
镁合金号称最轻的金属结构材料。如果说,二战时的数据还不够完善。那么,到现在,材料轻量化所带来的经济效益和性能改善调研就要完整的多了。商用飞机与汽车减轻相同重量带来的燃油费用节省,前者是后者的近100倍;而战斗机的燃油费用节省又是商用飞机的近10倍,更重要的是其机动性能改善可以极大地提高其战斗力和生存能力,具有重要战略意义。试验研究表明,航天飞行器每减重1g,节约发射燃料4kg;飞机减重1磅的经济效益:商用机为300美元,战斗机为3000美元,航天器为30000美元。
“我们需要轻质高强耐热的镁合金。”吴国华十分确定这一点。我国航天航空与国防工业早已制定了明确的轻量化目标,如航空发动机推重比大于10,卫星结构质量降低5%左右,歼击机结构重量系数从32%~34%降至27%~28%,战略导弹弹头单位侧面积质量小于30kg/m2,战术导弹结构质量减轻30%以上。而国外发达国家也非常重视高性能镁合金的开发与应用,如美国B-36轰炸机就使用了8600kg镁合金零件。
可以说,无论是国际还是国内,都将镁合金视为轻合金材料中的潜力股。几十年来,我国已经成为镁合金的资源、生产和出口大国,但我国现有镁合金材料及其技术体系基本上仍沿袭上世纪五六十年代前苏联的体系,真正的国字号极少。“我国同类型装备几乎均比国外超重10%以上。采用常规的主干材料,如铝合金和钢,已很难进一步减轻我国相关装备的重量,而采用现有的镁合金材料和加工工艺,可替代的铝构件和钢构件又非常有限。”认清了形势之后,吴国华团队决定走自给自足的路子。为此,国家航天重大专项、航空重大专项、“973”计划、“863”计划等课题均对吴国华团队的系列研究投入了相当的支持。
做中国的镁合金
决定要做这个项目后,吴国华开始梳理头绪。根据调研结果,国外在军用镁合金方面仍然沿用上世纪开发的镁合金如WE54、WE43等。如果我国也沿袭这个方向,只会落在人家后面。反复推敲之后,轻合金中心科研团队选定了“稀土”,把镁-稀土(尤其是重稀土)系新型合金的强化、耐热机制研究与成分作为项目的核心,希望能就此研制出一种高强耐热镁合金材料。那么,到底要怎么得到这种新型镁合金材料呢?就得围绕其成型的关键环节——纯净化、细晶化与组织调控、精密成型,进行一系列的技术创新。
一个好的开始是成功的一半。定好基调后,整个团队开始了有条不紊的工作。从2002年6月1日,一直到2011年2月28日,他们用近9年的时光完成了一项项原创性的成果。
轻合金中心以我国富有的Gd、Y、Sm、RE等稀土元素(尤其是重稀土元素)为基础,在合金化的过程中,研究了Mg-Gd-Y系镁稀土合金的显微组织和精细结构,阐明了稀土镁合金复合强韧化理论,确定了Mg-Gd-Y镁合金时效析出序列,研制出了具有自主知识产权的Mg-Gd-Y高强耐热镁合金材料。这种高强耐热镁合金被他们命名为JDM2。其铸造室温抗拉强度大于400MPa、屈服强度大于350MPa、延伸率大于5%;300℃高温抗拉强度大于265MPa、屈服强度大于210MPa、延伸率大于29%。
“在Mg-Gd-Y-Zr 镁合金的稀土合金化及强化机制等方面有重要创新,所研制的镁合金材料达到了国际领先水平。”2005年12月,教育部组织的鉴定会上为“高强耐蚀变形镁合金的研制”做了这样的结论。
一出手就解决了耐热性差和强度低的问题,轻合金中心科研团队并不认为值得沾沾自喜,相反,他们前面的路还有很长。
而后,针对镁合金易氧化燃烧、夹杂难以去除、稀土元素成分难以控制的特点,他们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。吴国华更是“集高强耐热Mg-Gd-Y镁合金精炼熔剂、除铁除硅熔剂、镁熔体净化装置、镁合金熔体保护装置于一体的复合净化系统”的主要发明人。“这套系统第一次实现了镁液中氧化夹杂的高效去除和稀土元素的烧损率控制,解决了镁稀土合金纯净化的世界性难题。”这一点,在2010年10月的鉴定会上得到了证实。那场鉴定会的专家组由我国著名有色金属专家左铁镛院士等组成,认为吴国华团队的成果可以“实现10μm以上夹渣夹杂的高效去除,稀土元素的烧损率低于5%”。而此前,稀土元素的损耗率高达30%。
在细晶化与凝固组织调控方面,轻合金中心科研团队发明了镁钆钇三元中间合金的制备方法与镁合金熔炼的锆复合饼细化剂。他们提出了电流与Zr联用复合细化镁合金凝固组织的方法,开发了镁合金在线成分检测与凝固组织控制的方法及装置,有效调控了镁合金熔体的预结晶组织与结构,实现了铸态组织微细化和均质化。
轻合金中心另一项值得称道的工作,便是针对镁合金化学活性强、成型过程中易与铸型材料发生化学反应甚至燃烧,以至铸件表面质量差、精度低的应用瓶颈问题,发明了镁合金金属型铸造涂料,创新了非占位式转移涂料及涂层转移制芯技术,开发了镁合金砂型铸造用树脂自硬砂与树脂砂砂型铸造用阻燃剂,发明了镁合金低压铸造坩埚的密封材料与铸造升液管涂料,研制了镁合金涂层转移砂型精密低压铸造工艺。攻克了镁合金铸造充型过程中易氧化燃烧的难题,大幅度提高了铸件的尺寸精度与表面质量。而这些研究也被认为是突破了大型复杂镁合金铸件的尺寸精度低、表面质量差的瓶颈。
这是世界上首次实现大型复杂高强耐热镁合金部件制造,整个研发过程都备受关注。到项目结题,吴国华团队拿到了20余项发明专利,在高强耐热稀土镁合金材料、镁熔体纯净化与细晶化、镁合金精密成形技术、工艺装备等应用技术方面形成了自主知识产权的技术群。
到现在,他们发表高水平学术论文20余篇,论文引用次数677次,2009年10月举办的亚洲镁合金大会上,他们的相关成果论文还被评为优秀论文一等奖,引起了国际学术界的高度关注。
他们也实现了最初的理想——在技术上摆脱其他国家的影子,做真正的中国的镁合金材料。
有用是材料的灵魂
上海交通大学轻合金精密成型国家工程研究中心成立于2000年3月。半年后,吴国华就来到了这所轻合金中心进行博士后研究。他,已经算得上是轻合金中心的“老人”了。
这位江西学者的路线图其实很集中。1981年9月,他考入合肥工业大学,1985年7月获学士学位。1988年7月,获得东南大学硕士学位后,在合肥工业大学材料学院任职。之后的九年,他勤勤恳恳,从一个小小的助教,逐渐晋为副教授和教研室主任。
心怀梦想的人总是觉得视野不够开阔,吴国华也一样,在安稳静好的日子里,他越来越觉得需要进一步充实才能迈得开步子。1997年暑假之后,他没有像往常一样返校,而是坐上了去武汉的列车。在那里,他将在华中科技大学开始新一轮的求学。三年的时光,不长也不短,吴国华却发现镁合金研究其实别有洞天。拿到博士学位后,他没有急着去落实职称上的名分,反而选择了再次出发。这一回,他的目的地是上海交通大学轻合金中心。
轻合金中心并不是凭空冒出来的。它的前身是上海交通大学材料学院有色合金教研室和铸造研究所。从上世纪50年代到80年代初,教研室打响的是“交大铝”的牌子。镁合金,已经是上世纪80年代初期之后的事了。从那时起,教研室逐步将研究重点从铝合金转移到镁合金上,经过十多年的积累,才得到国家发改委和上海交通大学的点头,在2000年初成立了这所国家级的工程研究中心。这也意味着,轻合金研究所将迈入一个新的时代,一个关于镁合金的时代。吴国华此时加入,可谓正逢其时。
“材料就是有用的物质,有用是材料研究的灵魂,材料的研究如果不是瞄准应用,就不能算是在研究材料,所研究的具体问题,必须是来自于产业需求,再回到产业需求中去检验。”轻合金中心现任主任丁文江院士说。
轻合金中心的人都很认同这一点,他们向来以“发展镁科技、实现产业化”作为研究目标,吴国华自然也不例外。“高强耐热镁合金材料及其在航天航空领域应用技术开发”系列项目开展之后,他瞄准的就是镁合金材料在航天航空、国防军工、轨道交通、汽车等军民领域的应用前景都十分广阔。
“上海交通大学研制成功了国家某重大专项的大型复杂高强耐热镁合金铸件,该零件为型号的关键部件之一,材料力学性能尤其是高温力学性能比现有镁合金材料提高了近一倍,经考核验证满足该重大专项的技术要求,拓展了镁合金材料在航天领域的应用,具有重大的社会效益,为国防工业的发展做出了显著贡献。”北京某航天研究所在用户报告上认真地书写道。
其实,类似的评价,吴国华团队收到了很多,在他们利用该项目为航天航空、国防工业配套了十余种、几百件/套关键部件之后,中国航空集团某研究所、上海某航天研究所等多家单位都为他们点了赞。
2009年8月,由总装备部材料专家组组长才鸿年院士及清华大学柳百成院士等组成专家组对“面向未来xxxx的高性能镁合金基础研究”项目成果验收,认为他们的成果“为武器装备的轻量化、建立中国特色的军用高性能镁合金技术体系等方面提供了强有力的技术支撑。”
无独有偶,有心人特意针对镁合金应用做了检索和查新,结果显示:国内外没有发现采用如该项目这样高强耐热镁合金在航天航空、国防军工装备上的应用,他们是世界首创。
对于吴国华来说,国防应用并非他们的终点,好的东西应该与大家分享。在项目进展过程中,上海交通大学以技术转让、入股或合资的形式与多家企业合作,将相关技术推广应用于汽车等民用领域。据不完全统计,从2010年至2012年,累计已实现新增产值13316万元,新增利润2633万元,新增税收1329万元,新增节支总额1473万元。
他们要让镁合金去适应不同场合,从小众走向大众,从中国走向世界。这是吴国华的追求,也是整个团队的向往。他们有这个自信。
来源:科学中国人 2015年第4期
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