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第316章 材料的突破

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陳奕回到研究院時,已經是上午十點半。

車子剛在主樓前停下,他推門下車,就看到孫立正從材料研究所的方向快步走過來,手裡還拿著一疊資料包告,眉頭緊鎖。

“奕哥!”

孫立看到他,眼睛一亮,幾乎是跑過來的,

“你回來的正好,我有急事找你。”

“怎麼了?”

陳奕停下腳步,“聚變堆那邊出問題了?”

“不是羲和,是金烏。”

孫立把報告遞給他,語速很快,

“關於聚變引擎主體結構材料的問題。靳院士和秦璐那邊磁場方案推進得很快,但我們材料組卡住了。”

陳奕接過報告,一邊翻看一邊往材料研究所走:

“主體結構……不是計劃用和羲和堆一樣的改性低活馬氏體鋼嗎?奈米氧化物彌散強化,效能應該夠用。”

“效能是夠,但重量不行。”

孫立搖頭,跟在他身邊,

“奕哥,金烏是空天級推進係統,追求的是極致的推重比。就算我們用奈米技術在內部形成更穩定的強化相,能把抗輻照效能提升三倍,但密度擺在那兒,馬氏體鋼再怎麼改,也是鋼。”

他指著報告上的一行資料:

“按照靳院士團隊最新計算,如果主體結構用鋼,整個引擎的本體重量會超過設計上限40%。推重比根本達不到空天飛行的要求。”

陳奕腳步頓了頓。

他當然明白這個數字意味著什麼。

推重比上不去,所謂“一小時到達全球任何角落”就是空談。

“走,去實驗室。”

陳奕把報告合上,加快了腳步,“路上說。”

“具體卡在哪兒了?”

“輕量化,和極端耐高溫性的平衡。”

孫立說,“聚變引擎的工作溫度遠超傳統航空發動機,第一壁附近的瞬時溫度可能超過3000攝氏度。我們試了幾種高溫合金,要麼重量超標,要麼高溫強度不夠。”

他頓了頓:

“田老這幾天帶著團隊做了十七組對比實驗,最好的結果也隻達到理論要求的70%。”

陳奕冇說話,一邊走路一邊在腦海中快速檢索著科技樹。

陳奕的眼睛忽然亮了。

“碳化矽纖維增強碳化矽複合材料。”

他脫口而出,

“理論耐溫可以達到1.2億攝氏度,密度隻有鋼的三分之一。”

孫立愣了一下:

“這個……田老團隊考慮過。但問題在於脆性。碳化矽斷裂韌性太低,稍微有點應力集中就裂。而且成型工藝複雜,大型構件的連線更是難題。”

“那是傳統思路。”陳奕已經走進了材料研究所的主樓。

走到會議室門口時,隔著玻璃門就能看到裡麵坐滿了人。

所有人圍在會議桌旁,白板上畫滿了結構圖和化學式,氣氛凝重。

陳奕推門進去。

“陳院長?”

坐在主位的田夢雨院士最先看到他,站起身。

這位七十多歲的老太太是材料學界的泰鬥,但此刻臉上寫滿了疲憊和焦慮,

“你來的正好,孫所長應該跟你說了吧?主體材料這個坎兒……”

“田老,我剛聽孫立說了。”

陳奕走到會議桌前,很自然地拉過一把空椅子坐下,“關於碳化矽複合材料,我有個想法。”

會議室裡所有人的目光都集中在他身上。

田夢雨推了推老花鏡:

“陳院長,SiC我們反覆論證過。脆性是致命傷,聚變引擎要承受劇烈的熱震和機械振動,脆性材料根本撐不住。”

“所以要在介麵上做文章。”

陳奕說著,隨手從桌上拿過一張草稿紙,又抽了支筆。

他在紙上快速畫了個示意圖,一條纖維,外麪包裹著一層極薄的塗層。

“田老,您看,”

陳奕把紙轉向田夢雨,“如果我們能在碳化矽纖維的表麵,沉積一層奈米級厚度的熱解碳,或者氮化硼介麵層……”

她接過那張紙,湊近了看。周圍幾個院士也圍了過來。

“介麵層……”

田夢雨喃喃道,“你的意思是,在纖維和基體之間,加一層潤滑劑?”

“對。”

陳奕點頭,“這層介麵要足夠薄,不能影響整體效能,但要能在外力作用下發生可控的滑移。這樣當裂紋在基體中擴充套件、遇到纖維時,”

他拿起筆,在圖上畫了幾條波浪線:

“裂紋不會直接切斷纖維,而是會迫使纖維從基體中拔出。這個拔出過程需要消耗大量能量,材料的斷裂模式就會從脆性的瞬間斷裂,轉變為韌性的漸進破壞。”

會議室裡安靜了幾秒。

然後,一位坐在角落裡的老院士猛地拍了下桌子:

“妙啊!”

所有人都看向他。

“老張?”田夢雨問。

“田老,您想,”

張院士激動地站起來,走到白板前,

“傳統的SiC為什麼脆?因為纖維和基體結合得太死,一裂就全裂。但如果中間有這層介麵……”

他拿起馬克筆,飛快地在白板上演算:

“假設介麵層的剪下強度控製在纖維強度的10%-20%,那麼裂紋擴充套件時,纖維確實會被拔出而不是拉斷。拔出長度哪怕隻有幾十微米,吸收的能量就是直接斷裂的幾十倍!”

……

會議室裡的氣氛瞬間變了。

剛纔的凝重和焦慮一掃而空,取而代之的是某種壓抑不住的興奮。

田夢雨盯著陳奕畫的那張草圖,看了很久。

然後,她抬起頭,眼睛裡閃著光:

“陳院長,這個思路……可行。”

她一把抓過那張紙:“介麵層的厚度、成分、沉積工藝……這些都需要詳細設計。”

問題一個接一個,但她的語氣不是質疑,而是一種迫切的、想要立刻開始驗證的衝動。

陳奕笑了:“田老,這些問題,恐怕得靠實驗來回答。”

“那就做實驗!”

田夢雨一拍桌子,站起身,“現在就去!”

她轉頭就開始點名:“小孫!王景深!還有老張、老李,你們幾個材料計算和表征的,都跟我來!咱們先去把介麵層的理論模型建起來,然後馬上安排沉積實驗!”

被點到名的人紛紛站起來。

一群人呼啦啦地往實驗室走。田夢雨走在最前麵,腳步快得不像七十多歲的老人,邊走邊跟身邊的王景深交代:

“景深,你立刻聯絡中科院瀋陽金屬所,把他們那台高分辨透射電鏡預約上,樣品一做出來馬上送過去分析介麵結構……”

陳奕站在會議室門口,看著他們的背影,有些無奈地笑了。

這些老科學家,一遇到感興趣的技術難題,就像孩子看到了新玩具,飯可以不吃,覺可以不睡。

他快走幾步,在走廊儘頭拉住了走在最後的孫立。

“胖子,”

陳奕壓低聲音,

“盯緊點,彆讓田老和老院士們太拚。他們年紀大了,晚上十點前必須回去休息。你也一樣,該吃飯吃飯,該睡覺睡覺。”

孫立點頭:“放心吧奕哥,我知道。田老就是這脾氣,一進實驗室就什麼都忘了。我會提醒她的。”

“有什麼需要隨時找我。”

陳奕拍拍他的肩膀,“資金、裝置、人員,要什麼給什麼。但這個材料……必須儘快突破。”

“明白。”

孫立轉身跑向實驗室的方向。

陳奕站在原地,看著走廊儘頭那扇緩緩關上的實驗室大門。

門縫裡還能聽到田夢雨的聲音:“……第一組實驗,先試熱解碳!沉積溫度從800度開始,每50度一個梯度……”

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