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《未来邀请函》节目是东方卫视首档科创访谈类周播节目。这档节目瞄准世界科技前沿，对话科技强人和产业领军人，聚焦中国、特别是上海和长三角地区前沿的科创领域成果应用落地，进行层层推进访谈，讲述科技引领产业进步的生动故事，全面展示中国和上海的科创成就。在普及高端技术知识的同时，也将展望未来发展前景及给人们日常生活带来的变化和影响。
6月18日，上海东方卫视《未来邀请函》节目特邀中国工程院院士、轻合金精密成型国家工程研究中心主任、上海市氢科学重点实验室主任丁文江，宝钢金属有限公司总裁、党委副书记祁卫东接受采访。访谈的主题为：中国“镁”走向世界。
点击观看访谈视频根据采访内容整理文字如下：
镁从何而来
镁，一种很轻盈的金属。可你或许不知道，只要以镁为基础，再加入其它元素所组成的镁合金材料，就能发挥出独有的性能。高性能镁稀土合金材料的技术研发，荣获了年度国家技术发明一等奖。那么，镁合金到底在哪些领域大放异彩？未来金属镁还可以与哪些材料产生更多新的性能？
主持人：随着我们科技的不断发展，无论是工业领域还是其他领域，对金属材料方面的性能要求是越来越高，但是资源是有限的。我们今天给大家介绍的这个新型材料它最大的特点之一就是资源的无限性，只要有海就有它，它就是镁合金。那么镁合金具备哪些特点和优势？它为什么具有无限性这个特点？我们今天就请两位专家给我们科普一下。
丁文江：镁是一种金属。我们现在地球上面，比如说铁要炼钢，按照工程院的调查，或者是按照我们现在的消费速度，跟地球上已经探明的铁矿匹配，大概这个铁只能用70年。如果是用铝，以现在的消耗速度跟已经探明的铝匹配，大概还有年。这些资源都是有限的。只有镁这个金属，从资源这个角度来讲，基本上是属于无限的。比如说菱镁矿、白云石矿都可以不断提供。第二，镁元素在海水里面有，只要有海水就会有镁，除非海枯石烂。
主持人：地球上70%以上都是海水。
丁文江：对，就是这个意思。
祁卫东：镁除了资源无限性，它还有很多的优点。一是它比较轻，重量跟塑料差不多。另外，它具有减振降噪作用。像我们坐的车子，如果材料用镁比较多的话，它里面的噪音就会小、振动也小。
主持人：我们知道丁院士在这个镁合金领域还获得了年度国际技术发明一等奖，创造性地将稀土和镁成功地结合到了一起，创造出国际最高水平的高强耐热重稀土镁合金。这里面的核心技术是什么，这个重稀土镁合金又能做什么，您当时怎么会想到将稀土和镁结合在一起的呢。
丁文江：稀土有两种。一种轻稀土，一种重稀土。这个重稀土在镁里面的固溶度最高可以达到28%。重稀土熔点非常高，我举个例子，比方说重稀土元素钆，它的熔点高达℃，而镁的熔点只有℃。但是很怪啊，这么高熔点的一个元素，放在相对原子半径比较小的镁里面，它可以溶解28%，我想这个里面一定有事情，于是我开始研究重稀土跟镁的材料。这样一研究，就越来越有味道了，而且是我们国家发明的这个材料，它的强度特别高，韧性也特别好，应该说我们真正用上去的是世界上最强的镁合金了。
主持人：您刚刚也说了，它的韧性特别的强，又耐高温，它能用在什么地方，它的作用是什么。
丁文江：比方说大国重器，比如高超音速飞行器，这个飞行器从中国发射到世界任何地方大概在40分钟以内。第一个就是航程要远，第二个速度要快，我们把这个稀土放进去以后还可以耐高温。中国的重稀土资源在世界基本上是唯一的，跟我们中国的镁资源结合在一起，变成中国的一个王牌或者是中国的一张名片的材料。
主持人：重稀土镁合金是不是在国际上其他国家是没有的。
丁文江：其他国家现在也在做，学我们做，但我们在这个领域是引领的。
主持人：重稀土镁合金它的作用真是非常地高端，也是非常未来性的一个产业。祁总，能不能给我们介绍一下重稀土镁合金还能用在什么地方。
祁卫东：从我们企业的角度来理解，镁加稀土主要目的是提高它的强度，耐热、抗燃性能。目前我们技术中心也在研究这个低成本稀土镁合金，将在民用领域推进，比如说轨道交通领域等。
镁的应用
随着金属材料消耗量的急剧上升和科学技术的飞速发展，使得一些金属如铜、铁、铝等资源日趋枯竭，而镁是地球上储量最丰富的轻金属元素之一，在盐湖和海洋中的含量也十分巨大，可谓取之不尽。镁合金作为最轻的工程金属材料，被誉为“21世纪的绿色工程材料”，因其拥有资源的无限性、轻量性、减震性等特性，镁合金不仅可以作为结构性材料，还可以成为功能性材料，应用领域十分广泛。
主持人：刚才两位给我们科普了镁合金具有轻量性、可持续的这些特点，据我们了解，镁合金在结构材料和功能材料上都有应用，请两位嘉宾给我们科普一下，镁合金在结构材料上有哪些具体应用，顺便也给我们科普一下什么叫结构材料。
丁文江：结构材料和功能材料，如果用人来打比方，结构材料好比人的骨头，它是承力的。我们的飞机、高铁、汽车，包括房子，它们承力的部分就叫结构材料。承受力的负荷的叫结构性材料。功能性材料，是指产生功能的，如果用人来打比方，人的心脏就是功能性的。
主持人：有具体作用的就叫功能性材料。那镁合金在结构材料上，都有哪些具体应用呢。
丁文江：镁作为结构材料，最大的特点就是一个字：轻。作为功能材料，最大的特点也是一个字：氢。镁会跟氢发生互动，一个镁原子会带两个氢原子，我们通常叫“轻氢之镁”。
主持人：请祁总给我们介绍一下，您了解的镁合金在结构材料上都有哪些应用。
祁卫东：首先在民用领域特别是汽车，目前应用比较多的零件是方向盘骨架、转向支架、仪表盘支架，另外在电器方面比如说每个人都有手机、笔记本、平板电脑，很多部件用的都是镁合金板材。有的笔记本电脑重克，这么轻，就是通过镁合金实现的，而且它电子屏蔽性也好，防止对人（电磁辐射）的伤害。
丁文江：镁合金作为结构材料，比方说我们登月，月球车上很多零件都是镁做的。为什么月球车要用镁？因为它轻。对航天来说，如果减轻1克重量，就相当于1克黄金的价值。
主持人：就是可以减轻重量，少消耗一些我们的能源。
丁文江：是的，能源和它可以飞更大的距离。
祁卫东：特别是新能源车的续航能力，跟车身重量有关系的。比如要用一公斤镁合金的话，相当于替代（大概）2.2公斤的钢（零件用材）。
主持人：刚刚两位介绍完之后，我们也了解到镁合金的作用非常大。大到大国重器，小到手机都要用到镁合金。其实镁合金和我们民生也是息息相关的，在其他领域还有哪些应用，两位能不能给我们介绍一下。
丁文江：我们讲到镁的功能材料，主要的一个字是氢，元素氢。一个镁原子可以带两个氢原子，只有镁有这个功能。它的内含决定了镁跟氢有特别好的亲和力，就跟我们现在的新能源叫氢能源，但是它这个氢怎么来供给它，有很多方式。现在大量用的是高压氢，就把氢气变成几百个大气压，装在气瓶里面。还有，就是把氢变成液态氢，叫液氢。由于镁是固态的，储氢就有很大的优点。可以在常温低压状态下储藏这个氢，到一定的条件，氢又可以放出来。放出来的氢，密度比液氢还高，这是它非常珍贵的一个特性。它的功能材料性，就在镁的储氢功能，应用在新能源上面。
主持人：好的，请祁总给我们介绍下，镁合金在功能性材料上面的应用是什么。
祁卫东：我补充几点。在医疗界目前已有骨钉、心血管支架还有医用缝合线用镁合金产品，主要因为它具有生物亲和性、可降解。
主持人：可降解就是说它在一定时间内就不用再取出了。
祁卫东：它会自动吸收，自动降解吸收了。包括牙科也在研究这方面的应用。
主持人：刚刚两位介绍的都是镁合金在结构性材料、功能性材料方面的一些应用。请问丁院士，为什么会有这么多应用，是不是跟镁的特点有关。
丁文江：是的。任何一种材料，都有它的个性。我们搞材料研究的人，最最重要的就是要把这个材料它本身具备的一些个性发挥得淋漓尽致。发挥得越好，对这个材料的研究就越有效。
主持人：能不能给我们介绍下，镁的个性是什么呢。
丁文江：镁在元素周期表里面，排在铝的前面，化学性质活泼，第二个就是镁这个元素，它跟氢结合力比较强，在高压下能与氢直接合成氢化镁，第三个镁元素的特点，就是当镁跟其他元素结合，它允许接受其他元素的能力有的时候是特别强的。
中国镁业
主持人：既然镁合金在这么多领域都有所应用，那么原镁的供应也是一个问题，刚刚我们说到有大海的地方就有镁，但是这个镁需要冶炼不能直接使用，接下来请祁总为我们介绍一下目前我们国内在这个原镁冶炼技术上，有没有什么新的突破。
祁卫东：原镁的来源主要分两类，一类是海水，海水里面镁的含量是0.13%，另外一块是矿石，陆地上的矿石包括白云石、菱镁矿，这里面含镁20%左右，海水中镁以氯化镁形式存在，氯化镁脱水以后，通过电解熔融，中间释放出来镁和氯气，然后氯气加以处理就可以了。
主持人：中国宝武是作为全球钢铁行业的领军企业了，在钢铁领域已经迈入了“超亿吨时代”，请祁总再给我们介绍一下中国宝武未来有哪些布局，在产学研方面我们是如何进行的。
祁卫东：提到中国宝武，大家可能想到的是炼铁炼钢，为什么要做镁呢。一方面，因为在钢铁冶炼的过程中，去除杂质要用镁。另外一个原因，年我们宝武实现产业跨越式发展，稳居世界第一，产能达到1.15亿吨，未来会有更大的发展。宝武的愿景是成为全球钢铁及先进材料业引领者。先进材料，镁是不可或缺的一员，所以宝武集团就把打造中国镁业的任务交给宝钢金属。从年发现镁元素，一直到年，镁产业发展是比较慢的。年全年（全世界）就万吨原镁产量。未来很清晰的一个战略布局主要是依托资源和市场，我们在安徽的池州（安徽宝镁）开工了，要建一个30万吨的镁生产企业，力争把镁合金做到百万吨级，这样我们就可以稳定市场、稳定价格、保供应，进一步促进镁的应用。
丁文江：产学研最最根本的一件事就是要把研究的力量跟产业的工程力量聚焦在一个点上。如果大家都在这上面有一个驱动力，那么这个产学研就能做下去。宝武集团根据自身发展需求，要做成一个世界最大的（产业），叫中国镁业。在这样一个时间节点，产学研的结合我认为是非常有意思的一件事情。无论是人才培养还是新的空间开拓，都会形成很好的互补。
轻氢之镁
从阻燃镁合金到主承力结构镁稀土合金，从轻量化结构材料到各种功能型材料，镁合金在各领域有了越来越多的应用，金属镁也已经摆脱了有形的躯壳，成为充满个性和魔力的神奇物质。更难得的是，中国还是金属镁的大国，无论储量还是产量，均占全球90%以上，为我国镁产业的可持续发展创造了良好的成本条件和环境基础。未来在加工技术不断提升下，科学家们也将继续开拓“镁”的边界。
主持人：听了两位介绍，让我们知道镁可以和很多物质、元素结合在一起，产生新的功能。我们听说丁院士的团队正在开拓一个全新的领域，就是将镁和氢结合。为什么要做这样的研究，镁和氢结合能产生什么样的性能，请两位给我们科普一下。
丁文江：深圳有一个做农业的企业，我去看了以后觉得很有意思。不同频率的光，对不同植物的光合作用，它的生长频率是完全不一样的。比方说种水稻用什么光，使这个农业能够不要农药，不要一般的肥料，就用这个氢肥。在农业方面，我们已经做过这方面的实验，种水稻，水稻产量提高，而且这个大米更好吃，营养价值也更高。镁跟氢作为植物营养素添加到植物中去的时候，这个植物的免疫功能得到了提高。
主持人：为什么是镁和氢。
丁文江：首先是提高免疫功能。植物的光合作用，它里面还有一个抗氧化的作用，植物也有免疫功能，免疫功能提高就可以抗病虫害了。第二方面，镁元素在植物里面，特别是我们国家有酸性土壤，镁在酸性土壤里面可以产生中和的作用，富有镁元素对人体是非常好的，可以补镁。
主持人：祁总，您觉得这个镁和氢结合，还能产生什么样的性能。关于它的应用您了解多少。
祁卫东：我们宝武集团有一个一级子公司，它正在做固态储氢。固态储氢的能量密度大，用在车子上续航能力就强。目前宝武的氢能也是在全国布局，其中镁合金固态储氢项目就与丁院士团队开展合作。
丁文江：是的，在做储氢车。目前市场上气瓶运氢，一辆车只能装公斤，压力很高，属于危险品。我们做了一辆样板车，一辆车可以装1.2吨的氢。所以在这个方面，未来想象空间很大。
主持人：那我们发现镁和其他的物质元素结合起来，都能产生非常大的作用，非常大的功能。刚才两位介绍了，镁合金也是有局限性的。请两位给我们科普一下，镁合金的局限性是什么，有没有亟待我们攻克的应用瓶颈。
丁文江：镁的最大缺陷，一是耐腐蚀性差，二是塑性变形能力差，就是加工能力低。我们现在正在开发“不锈镁”，使得它很耐腐蚀，像不锈钢一样。
祁卫东：根据它的缺点，我们要解决几个问题。第一个，就是冶炼的问题，包括用矿石冶炼产生镁渣的处理问题，再有就是刚才丁院士提到的，我们要提高它的强度和韧性，最后是防腐问题，我们和几个学校正在联合开发防腐技术克服镁的缺陷。
主持人：听两位介绍，我感觉这个镁和其他的元素结合在一起具有优点，这个优点其实就是它的缺点，对吧。
丁文江：对。反用缺点就变成优点。
“镁”好未来
主持人：从十九世纪发现金属镁，到如今镁合金已经发展成为二十一世纪具有潜力的金属材料之一，两位前面也介绍了镁和其他材料结合产生的性能，那么在未来镁是否可以和更多的材料产生更多新的性能，两位能不能在这里给我们透露一下你们在这方面正在进行的研究。
丁文江：我在这里也算是透露点“秘密”吧。第一个我们还会挖掘这个镁的传感功能，现在人工智能第一个就要传感，就是你要感觉到外界的东西。镁在一定的条件下面产生很好的传感。比方说，我们在一块镜子上面，涂上镁和稀土的涂层，如果这面镜子通一点点氢，大概百万分之几这个氢能，它马上就变透明。
主持人：就是镜子变成透明了。
丁文江：对！透明了，镜子就变成了一块玻璃。这样的变化过程，就可以变成一个氢的传感器。另一方面，特别是镁这个元素，它还有不断的潜力等待我们不断挖掘它。我相信，中国是镁的资源大国。目前镁在人体里面的应用、镁在健康里面的应用、镁在农业里面的应用、镁在能源里面的应用正不断被挖掘，基本上现在中国已经是“镁浪滚滚”。
主持人：在这个领域，我们中国已经走在了世界的前列。
丁文江：对，可以说在这方面，我们在世界上已经属于领跑的一个领域了。
主持人：请祁总也给我们介绍一下，关于镁和其他元素结合的一些研究。
祁卫东：从我们企业来讲，要想让镁行业健康发展，还是在冶炼技术上。我们目前正在着手研究绿色低碳的一种冶炼方法。跟以前的冶炼方法不一样，绿色低碳冶炼比以前的能耗要减半，排放要减半，而且还可能实现无人化，相信“十四五”期间会完成。我们希望能够把新的技术推广下去，这样的话，对镁行业可能是一个颠覆。
主持人：好，感谢两位嘉宾的分享。我们今天的节目就到这里。来源：上海广播电视台融媒体中心
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