一千零一页文学第1145章 古人智慧,设计升级!
百木成林.2084
龙国。
国家超导约束聚能研究所。
突破35W,功率骤然失衡的事故发生后,曹启东率领团队,按照李阳的吩咐,总算是找到了一个方向。
不过……
这个事故乃是第一次出现,十分具有分析价值。
李阳回去之后,仔细研究了一番,觉得很有参考意义。
所以打算召集诸多核心研究员,集中研讨这个问题。
或许,还能从中,找到更多有价值的细节!
光源实验室内,气氛有些凝重,但又带着几分热烈。
李阳、曹启东,以及主要负责涂层研发的几名核心研究员围坐在会议桌旁。
中央的全息投影上,展示着两次功率提升测试失败的详细数据对比图。
李阳用激光笔指着对比图,说道。
“之前我和曹教授便仔细讨论过,问题的核心,是出在涂层本身。”
“高能粒子持续轰击下,石墨烯晶格发生畸变,失去了精确导向能力。”
曹启东点了点头,将一份微观结构模拟动画调到主屏幕。
画面中,代表稀土元素的亮点确实像铆钉一样固定在石墨烯的晶界处,但在模拟粒子束轰击产生的热应力下,这些“铆钉”
周围的晶格虽然稳定性增强,却明显阻碍了代表热传导的波动传播。
“李工所言极是。”
“我们之前的思路,是寻找强力的‘锚点’
来锁死晶格,防止其变形。
”
“掺入的镧系稀土元素做到了这一点,畸变率下降了百分之四十。”
“但代价是,这些锚点本身也成了热传导路径上的障碍物。”
“最新测试,涂层整体热导率下降了百分之十七。”
听着李阳和曹启东两人的讲述,会议室的研究员们不由得相互讨论起来。
一时间,会议室变得有些喧闹。
过了好一会儿。
一名年轻的研究员忍不住开口。
“李工、曹教授,难道没有一种元素,既能有效锚定晶格,原子尺寸又足够小,对声子传输的影响降到最低吗?”
李阳看向这名研究员,眼睛带着几分赞许。
“这个问题问得好,我们需要在元素周期表里进行一次更精细的‘筛选’
。
”
“重点可以放在某些过渡金属,或者特定非金属元素上,计算它们的掺杂形成能、对键能的增强幅度,以及对声子谱的影响。”
他顿了顿,继续道。
“同时,我们不能只把希望寄托在单一材料上,结构设计同样关键。”
“我们可以考虑功能分离的思路。一层负责高效导热,紧贴基材;一层负责抗畸变和电磁屏蔽;最外层或许还可以考虑增加辅助散热或耐磨功能。”
“多层复合,梯度过渡,尽量减少界面热阻。”
曹启东若有所思。
“类似三明治结构?或者更精细的梯度功能层?这需要对各层材料的界面匹配性进行大量计算和实验。”
李阳微微颔首。
“曹教授,这些方案,之前我们也讨论过,你可以继续执行。”
“不过今天我们讨论的内容,相当于多加了一种可能性,你都可以去尝试一下。”
“不要怕试错,把每种可能方案的模拟都做扎实。”
曹启东点头答应。
“明白!”
会议结束,团队立刻行动起来。
接下来的几天,材料分析区的灯光几乎彻夜长明。
超级计算机的运算资源被大量占用,屏幕上滚动着复杂的量子力学计算结果,模拟着各种候选元素掺杂进入石墨烯晶格后的情景。
制备实验室里,更是忙碌。
研究人员利用磁控溅射、化学气相沉积等多种设备,尝试在基片上制备各种设想的多层结构。
薄如蝉翼的各层材料被交替沉积上去,工艺参数稍有偏差,就会导致界面结合不牢,出现起皱、剥落甚至开裂。
曹启东几乎住在了实验室,反复比对各种模拟数据和初步的实物测试结果。
他发现,单纯从原子尺寸和键能角度看,某些过渡金属确实比稀土更有优势,但它们在石墨烯中的固溶度往往较低,难以均匀掺杂。
“自相矛盾了,难道李工提出的方向是错的?”
曹启东陷入到自我怀疑之中。
连日的高强度研究,让他有些身心俱疲。
曹启东想了想。
这样下去,恐怕研究没有突破,自己就要扛不住了。
念及此,他果断走出实验室,打算好好放松一下。
去食堂吃了饭,用美食犒劳了一下自己,让自己的节奏慢了下来。
食堂里的电视机,正播放着三星堆有关的新闻。
曹启东饶有兴趣的观看着,不时将饭菜送进口中,暂时忘记了实验项目的事情。
“古人还真是有智慧,那时的兵器竟然都能做的如此完美。”
看着新闻中展示的三星堆出土的最新一批兵器,曹启东感慨道。
而就在这时,他猛然抬头!
“等等!”
“夹钢技术?将硬度高的钢材和韧性好的熟铁融合,打造出既锋利又不易折断的刀剑。”
“这岂不是……”
他眼睛猛地一亮。
饭都顾不上吃了,赶忙回到实验室,立刻在电脑上绘制起来。
一个更为精细的“三明治”
结构在他脑海中成型。
底层,采用与光学元件基材热膨胀系数匹配的超薄高导热金属合金,确保热量能快速导出。
中间层,采用掺杂了优化后元素的TiB₂-SiC-石墨烯复合层,承担主要的抗冲击、抗畸变和电磁屏蔽任务。
最外层,则沉积一层极薄的类金刚石碳膜,利用其高硬度和高红外发射率,起到耐磨和辅助辐射散热的作用。
他将这个想法连同初步的结构示意图整理好,然后直奔李阳的实验室。
“三层结构,界面更多,工艺复杂度更高。”
看着他的设计图,李阳评价道,但转而又说道。
“但功能划分明确,底层导热,中层承力屏蔽,外层防护散热。”
“如果界面处理得好,可能比单一材料或模糊的梯度层更可靠。”
李阳仔细查看了结构示意图和初步的有限元分析结果。
模拟显示,这种结构在承受高热负荷时,应力分布更为合理,最大畸变点被限制在韧性更好的中间层内部,且热流路径清晰。
端详了好一会儿,李阳拍板。
“曹教授,我觉得这个设计,值得一试!!!”
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