吴国华教授意识到了镁在未来应用的前景广阔，自2002年起，他开始了高品质镁稀土合金熔体的制备技术研究，潜心研究镁合金熔体纯净化与细化处理关键技术。针对镁合金易氧化燃烧、夹杂难以去除、稀土元素成分因损耗而难以控制的难点，发明了集熔体保护、净化、细化于一体的镁稀土合金复合处理新方法与装备，大幅度提升了镁熔体纯净度，并有效降低了稀土烧损率，攻克了深度纯净化及稀土损耗有效控制的关键难题。在细晶化与凝固组织调控方面，发明了锆复合细化剂与细化方法，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，实现铸态组织微细化和均质化。
2011年始，吴国华在某研究所及上海交大的支持和配合下，开始了大型复杂高强耐热镁稀土合金铸件从无到有的研发。通过大量的试验与技术攻关，攻克了铸件热裂、变形、成分偏析、缩孔缩松、组织与性能不均匀等系列难题，研制成功了满足应用需求的合格产品。
2014年，吴国华团队首次采用高强耐热新型镁稀土合金精密砂型低压铸造成型工艺，完成了我国某高超声速飞行器镁稀土重要部件的研制与生产任务，首次采用新一代镁稀土合金替代钛合金，成功铸造了大型复杂异型薄壁形状的主承力部件，多次飞行试验均获巨大成功，使我国在航空航天领域高强耐热镁稀土合金的应用成为首创，为我国国防事业做出了重大贡献。该科研成果于2017年获得了国防技术发明一等奖，受到用户高度评价。
