团队发明的“含杂气化，梯度冷凝，吸附过滤，净密结晶”技术，不仅颠覆了硅热法不能直接制备出高纯原镁的传统认知，而且制备出了目前世界上公开报道的纯度最高的金属镁，并具备了为企业和单位稳定供货的能力

  团队奋战400多天，发明了“阻热梯凝，温压双控”技术，攻克了高品质镁低成本大规模生产难题，实现了3N5A级高品质镁的工业化连续、稳定生产，将企业高品质镁达标率由之前的不到1%提高到90%以上

  面对上面讲述的情况，西安交通大学单智伟教授团队经过8年多攻坚克难，发明低成本规模化高品质/高纯镁制备技术，制备出目前世界上公开报道的纯度最高的金属镁，建成国际领先、国内首条“1000吨/年3N5A级高品质镁示范线”，并联合车企制造出全国首辆镁合金轻量化挂车……团队先后申请和授权专利20余项，有力推动了我国原镁产业技术进步，为提升我国镁产业整体产品的质量和拓宽产品应用领域提供了基础保障。“所有努力，只为推动我们国家镁产业不仅在数量上，更要在质量和技术上引领世界镁产业的发展。”单智伟说。

  镁是最轻质的金属结构材料之一，是制备钛、锆等国家战略金属不可或缺的还原剂，也是极富发展前途的可降解医用植入材料和储能储氢材料。2000年起，我国变成全球第一大原镁生产国和镁锭出口国。

  镁及镁合金对杂质及其组合极度敏感，其优良特性非常容易被杂质掩盖。由于技术门槛相比来说较低、原料丰富易取等因素，世界上95%的原镁都通过硅热法生产。长期以来，人们认为硅热法因其自身固有属性，无法规模化产出性价比能为市场接受的高品质原镁，导致市场上杂质含量多、波动大的原镁长期占主导地位，进而影响、阻滞了整个镁产业链的发展。

  经过不懈探索，单智伟团队提出“基于气态原子选择性分离”的新型金属镁纯化机理，获国家自然科学基金委重点项目支持。他们发明的“含杂气化，梯度冷凝，吸附过滤，净密结晶”技术，不仅颠覆了硅热法不能直接制备出高纯原镁的传统认知，而且制备出了目前世界上公开报道的纯度最高的金属镁，并具备了为上市公司赛诺等企业和单位稳定供货的能力。单智伟也因此荣获国际镁协2021年度人物奖。

  如何将实验室成果顺利应用到企业？面对产业界的观望和怀疑，2019年4月，单智伟团队前往府谷京府煤化有限责任公司，开展低成本金属镁纯化技术的第一次单罐工业试验。

  “开炉前，守候在还原炉旁的小组成员们内心忐忑，担心实验装置会不会严重降低镁的产量，甚至有可能造成‘死罐’。”研究团队骨干成员杨博回忆道，当结晶器顺利取出，呈现在大家眼前的，不是人们固有印象中灰色甚至黑色的结晶粗镁，而是闪耀着亮丽金属光泽的结晶镁，人群中顿时爆发出一阵欢呼声。“检测根据结果得出，实验组的金属镁纯度远超同批次生产的对照组，铝、硅、锰杂质元素含量降低90%以上！”

  由于原材料质量和工艺流程不稳定，工人操作水平参差不齐，导致产品质量每天大幅度波动，不时还伴有镁燃烧、“死罐”等困扰，在这样的情况下，单智伟团队奋战400多天，发明了“阻热梯凝，温压双控”技术，攻克了高品质镁低成本大规模生产难题，并利用企业现有装备建成国内首条1000吨/年3N5A级高品质镁示范线A级高品质镁的工业化连续、稳定生产，将企业高品质镁达标率由之前的不到1%提高到90%以上。

  今年6月，由于矿石原料不可控导致镁中杂质铝含量高、波动大，严重影响企业镁产品评级和客户供应，却又无应对之策。一车间主任突然想起单智伟团队骨干成员郑芮曾向他们分享的降低铝杂质的专利技术，抱着试试看的态度，他们主动采用团队提供的低成本滤材方案，经验证，吨级实验炉杂质铝降幅超70%。由于该滤材可就地取材，短短几天，这一除铝技术被自发推广，实现全厂万吨级的推广和应用。按计划，单智伟团队拟依托现有生产装备，在一年内建成千吨3N8高品质镁示范产线。“就目前的原镁产业而言，这是从0到1的创新。”单智伟说。

  榆林市是国家重要的能源基地，每年有四五亿吨煤通过公路运输从坑口运送出去。“我们算了一笔账，如果每辆卡车自身减重一吨，每年增加的利润将非常可观。而减重的重点是核心技术创新，要攻克之前大家公认的镁合金很容易腐蚀的难点。”单智伟说。

  “就卡车车厢而言，镁合金是新材料，没有现成的装备、工艺和标准，有很多科研‘无人区’和科技‘空白区’，倒逼咱们进行研发技术和创新。”小组成员、挂车项目技术执行负责人任凌宝说，在6省15家单位大力协作下，联合创新团队历时500余天，成功研制出我国首辆镁合金轻量化挂车。单车第一阶段可实现800公斤以上的减重效果，远期要达到1.2吨的轻量化效果。这款车型从陕西榆林到天津港运煤，经测算一年可实现5万—7万元的增收。

  目前，单智伟科研团队孵化了一家注册资金3000万元的高新技术企业，积极地推进科研成果转化。除府谷县泰达煤化有限责任公司外，还与府谷京府煤化有限责任公司、宁夏太阳镁业有限公司等合作进行高品质/高纯镁生产技术转化。与西北有色金属研究院生物材料研究所合作成功制备出高纯镁心血管支架，与西安稀有金属材料研究院有限公司合作研制3D打印高品质镁合金部件，与航空工业西安航空制动科技有限公司合作推进镁基新材料在航空装备领域中的工业化应用和发展等，转化应用之路越走越宽广。