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镁业要闻

西安交通大学单智伟教授团队10吨/年Mg99995级高纯镁半连续化示范装置成功验收

发布时间：2023-11-13 作者：综合管理部

金属镁因具有优异的生物相容性和极强的还原性，在新兴可降解生物医用植入材料、高纯战略金属（钛、锆、铪）还原剂等领域颇具应用潜力。然而，镁和镁合金的耐腐蚀性等性能对杂质及其组合极度敏感，且其中的杂质元素会遗传到下游产品中，导致某些特种用途的下游产品的后处理成本急剧上升。目前工业常用的金属镁纯化方法有两种，熔剂精炼法和真空蒸馏法。前者受限于工作原理，很难生产出纯度大于99.99%的原镁；后者受限于能耗，生产高纯镁的成本过高，且产品质量的批次稳定性欠佳。因此，研制能在ppm(百万分之一)量级上低成本，稳定高效管控原镁中有害杂质元素含量的新原理，新技术和新装备就成为镁及镁合金良好应用前景得以顺利实现的先决条件。

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经过近8年的潜心研究和科研攻关，西安交通大学单智伟教授研究团队提出了基于气态原子选择性分离来除杂的新思路，发明了“含杂气化，梯度冷凝，吸附过滤，净密结晶”的系列技术，并联合宝钛装备科技有限公司，研发制造了“10吨/年Mg99995级高纯镁半连续化生产示范装置”，以期实现99.995%高纯镁的低成本规模化稳定制备。该示范装置自2020年起开始筹划并进行相应原理技术攻关、验证；2022年正式着手工程方案设计，并历经八轮论证评审；2023年1月开始进行装置零部件制造、8月开始驻基地安装、调试；11月3日，该10吨/年Mg99995级高纯镁半连续化示范装置于中国西部科技创新港正式交付，意味着该示范装置将步入工艺调试和试产的新阶段。

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参与此次示范装置验收交付会的人员主要有西安交通大学陕西省镁基新材料工程研究中心主任单智伟，副主任刘博宇、王海文、王鹏飞，总工程师魏葆春及杨博、郑芮等近10名研究生；宝钛装备科技有限公司总经理武建文、机械工程师李勤升、电气工程师石佩燕等。交付会上，双方逐一核准装置的设计、验收指标，前期的测试表明该示范装置满足并部分超越设计指标，为新工艺在新装备上的实施奠定了坚实基础。同时，双方还围绕该装置的基本设计原理、装置设计制造重难点问题等进行复盘、总结，为后继双方持续发挥产学研联合攻关作用，迭代升级高纯示范装置积累了宝贵经验。

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陕西省镁基新材料工程研究中心成立于2015年，依托西安交通大学材料科学与工程学院和金属材料强度国家重点实验室。在单智伟教授的带领下，中心人员团结协作，奋勇攻关，在原镁高纯化和合金高品质化方向上取得了一系列突破性的进展：发现工业纯镁塑性差并非源于锥面位错，而是另有原因，发表了中国金属镁领域的第一篇Science文章；提出了基于气态原子选择性分离的新纯化思路，发明了“含杂气化，梯度冷凝，吸附过滤，净密结晶”的系列技术，成功研制出目前公开报道的纯度最高的金属镁（检测73种元素后纯度仍高达99.9997%），并具备了为超高纯镁用户单位稳定供货的能力；发明了“梯度冷凝，温压双控”技术，建成全国首条Mg9995A高品质镁示范线，为金属镁产业未来发展奠定了坚实的原材料基础，该镁产品被陕西省工信厅认定为首批次产品；联合获批陕西省镁基新材料中试基地；提出了性能指标优异且稳定是高品质镁合金必具的特点；向陕汽交付了全国首辆重卡“镁合金挂车”等；单智伟教授获国际镁学会“年度人物奖”，部分研究成果获国际镁学会“工艺创新奖”和中国材料研究学会技术发明一等奖，部分成果入选2023年“西安硬科技重大突破”。



来源:陕西省镁基新材料工程研究中心


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