看著鎢基複合材料的部分資料包告,錢宏遠滿臉詫異。
比純鎢細化了超40%-70%,這樣的資料,著實讓人感到驚艷。
“李工,細化程度如此之高,你是怎麼做到的?”
“此前我也對某些複合材料的晶粒進行細化,最好的一次成績,也不過將它的複合晶粒粒徑減少了10%左右,而這已經是我們所的極限了。”
晶粒粒徑的縮小,在複合材料的製備過程,是非常常見的一道工序。
隻不過,這看似常見的工序,真正要實施起來,卻是非常困難。
放眼全球,能將複合材料的粒徑,較原本元素縮小超過10%,已經算是極其優秀。
但是現在,李陽竟然可以實現40%的粒徑縮小。
不得不說,單單是這一個點,就很讓人覺得不可思議。
反正時間寬裕,也沒有其他事情。
而且,未來的一段時間,錢宏遠將會與他共事,一同完善鎢基複合材料,以及其他材料。
現在多花點兒時間和他解釋清楚,也可以減少後續很多不必要的麻煩。
李陽講解道。
“其實鎢基複合材料的晶粒粒徑從純鎢的10-20μm,細化到3-5μm,它的核心,是遵循Hall-Petch公式,本質上則是通過增加晶界密度來強化材料。”
“首先就是晶界密度定量提升,根據晶界體積分數計算公式,當平均晶粒直徑從15μm,降至4μm時,晶界密度從2×10?m?1,增加到5×10?m?1,提升了150%!”
“隨後,再進行屈服強度的定向強化。”
“代入鎢的Hall-Petch係數k?,通過計算可以得出,純鎢屈服強度σ?≈520MPa,鎢基複合材料的屈服強度σ?≈780MPa。”
“從屈服強度也可以看出,鎢基複合材料抗拉強度明顯增強。”
錢宏遠若有所思的點了點頭。
“的確如此,780MPa的屈服強度,在常溫下,它的抗拉強度已經是遠遠超過標準的複合材料抗拉強度。”
曹啟東同樣在認真聽講。
他不是核聚變材料領域的專家,聽得認真,但卻沒有錢宏遠想的透徹。
尤其是關於鎢基複合材料晶粒粒徑縮小這一塊,能理解,但不太明白的地方是。
晶粒粒徑縮小,究竟能帶來什麼好處?
“李工、老錢,為何你們一直執著於要將鎢基複合材料的粒徑縮小?”
“是基本的實驗要求,還是說,晶粒粒徑的縮小,能為材料和實驗中,帶來更大的優勢?”
曹啟東的這個問題,算是問到了錢宏遠的專業知識上了。
不需要李陽親自解答,他率先開口。
“老曹,不管是鎢基複合材料,還是其他複合材料,晶粒粒徑的縮小,對於聚變堆的攻克,都有著莫大的好處。”
曹啟東一臉感興趣的神色。
“哦?還有這樣的好處?”
“老錢,那我得向你好好請教一番,長長見識。”
錢宏遠哈哈一笑,耐著性子和他解釋。
“晶粒粒徑的縮小,第一個好處就是抗高溫蠕變效能,抑製晶界滑移與空洞形核。”
“老曹你也知道,聚變堆中的偏濾器,需要長期承受1200攝氏度的高溫。”
“而晶粒細化之後,它至少能通過兩種機製,來提升抗高溫蠕變能力。”
“其一是阻礙晶界滑移。”
“就以李工的鎢基複合材料為例子。”
“在超高溫下,純鎢的蠕變以晶界滑移為主,但是細化之後晶粒使晶界接觸麵積變大,相鄰晶粒間的位錯賽積效應增強,晶界滑移啟用,能從純鎢的380kJ/mol,提升至複合材料的450kJ/mol。”
“1200攝氏度的超高溫的蠕變速率,更是從1.2×10??s?1,降至3.5×10??s?1,整整降低了百分之七十左右。”
“另外一個方麵就是抑製空洞形核與長大。”
“細化晶粒的晶界可作為空位捕獲陷阱,使空位團簇尺寸控製在5-10nm,避免空洞連通導致的晶間開裂。”
曹啟東眉頭緊鎖,顯然對於他這種沒有這方麵基礎和經驗的‘外行人’
來說,一下子接受這麼深奧的知識,多少還是有點兒難度。
“嘶~你講的每句話我都能聽懂,但是結合起來理解的話,就感覺雲裏霧裏的。”
曹啟東撓撓頭,腦袋裏像是生成了一團迷霧,無法窺見其中的真相。
李陽笑著說道。
“曹教授,你不理解是很正常的情況。”
“像這種偏深度專業的理論知識,別說是像你這樣沒有係統學習過的新手,就是有好幾年實操經驗的研究員,想要一下子弄明白,也是很有難度的。”
材料學的一個很明顯的不同就是,需要研究員對諸多材料的特性,如熔點、密度、分子抗性等,都要有非常細緻的瞭解。
不說背的滾瓜爛熟,至少要熟記於心,每每提到某種材料的時候,一些資料要脫口而出,且知道它的部分常規物理特性。
而單單是這一點兒,就需要無數日夜的經驗積累,還有不知多少歲月的學習。
曹啟東沒有學過,上來就聽錢宏遠講解這麼深奧的知識,不理解也很正常。
如果對方一聽就懂,那就很有必要邀請他加入團隊,一同為後續的實驗做貢獻了。
畢竟,一聽就懂,妥妥研究核聚變材料的先天聖體啊!
李陽這樣一安慰,曹啟東的心情頓時好了不少。
不過,他眼神一凝,看著李陽,又想到了什麼。
“李工,如果我沒有記錯的話,你似乎接觸核聚變材料也不長時間吧?”
錢宏遠這時也看向李陽。
“是啊,據我所知,李工接觸這個領域,最多也才兩三年。”
“按照我們這一行諸多研究員的情況來看,兩三的時間才堪堪入門。”
“但李工你……”
兩人眼神古怪的看著對方。
剛才李陽還勸慰曹啟東,新人不懂是正常現象。
可李陽算起來,同樣也是新人啊!
別人進入這個行業兩三年時間,還在苦苦背誦各種基礎理論知識,做一些簡單的實驗工作。
李陽倒好,直接略過這些步驟,上來就整出了一款複合材料。
果然!
天才和普通人之間,是一條可望而不可及的天塹!!!
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