龍國。
國家超導約束聚能研究所。
突破35W,功率驟然失衡的事故發生後,曹啟東率領團隊,按照李陽的吩咐,總算是找到了一個方向。
不過……
這個事故乃是第一次出現,十分具有分析價值。
李陽回去之後,仔細研究了一番,覺得很有參考意義。
所以打算召集諸多核心研究員,集中研討這個問題。
或許,還能從中,找到更多有價值的細節!
光源實驗室內,氣氛有些凝重,但又帶著幾分熱烈。
李陽、曹啟東,以及主要負責塗層研發的幾名核心研究員圍坐在會議桌旁。
中央的全息投影上,展示著兩次功率提升測試失敗的詳細資料對比圖。
李陽用鐳射筆指著對比圖,說道。
“之前我和曹教授便仔細討論過,問題的核心,是出在塗層本身。”
“高能粒子持續轟擊下,石墨烯晶格發生畸變,失去了精確導向能力。”
曹啟東點了點頭,將一份微觀結構模擬動畫調到主螢幕。
畫麵中,代表稀土元素的亮點確實像鉚釘一樣固定在石墨烯的晶界處,但在模擬粒子束轟擊產生的熱應力下,這些“鉚釘”
周圍的晶格雖然穩定性增強,卻明顯阻礙了代表熱傳導的波動傳播。
“李工所言極是。”
“我們之前的思路,是尋找強力的‘錨點’
來鎖死晶格,防止其變形。
”
“摻入的鑭係稀土元素做到了這一點,畸變率下降了百分之四十。”
“但代價是,這些錨點本身也成了熱傳導路徑上的障礙物。”
“最新測試,塗層整體熱導率下降了百分之十七。”
聽著李陽和曹啟東兩人的講述,會議室的研究員們不由得相互討論起來。
一時間,會議室變得有些喧鬧。
過了好一會兒。
一名年輕的研究員忍不住開口。
“李工、曹教授,難道沒有一種元素,既能有效錨定晶格,原子尺寸又足夠小,對聲子傳輸的影響降到最低嗎?”
李陽看向這名研究員,眼睛帶著幾分讚許。
“這個問題問得好,我們需要在元素週期表裏進行一次更精細的‘篩選’
”
“重點可以放在某些過渡金屬,或者特定非金屬元素上,計算它們的摻雜形成能、對鍵能的增強幅度,以及對聲子譜的影響。”
他頓了頓,繼續道。
“同時,我們不能隻把希望寄托在單一材料上,結構設計同樣關鍵。”
“我們可以考慮功能分離的思路。一層負責高效導熱,緊貼基材;一層負責抗畸變和電磁遮蔽;最外層或許還可以考慮增加輔助散熱或耐磨功能。”
“多層複合,梯度過渡,盡量減少介麵熱阻。”
曹啟東若有所思。
“類似三明治結構?或者更精細的梯度功能層?這需要對各層材料的介麵匹配性進行大量計算和實驗。”
李陽微微頷首。
“曹教授,這些方案,之前我們也討論過,你可以繼續執行。”
“不過今天我們討論的內容,相當於多加了一種可能性,你都可以去嘗試一下。”
“不要怕試錯,把每種可能方案的模擬都做紮實。”
曹啟東點頭答應。
“明白!”
會議結束,團隊立刻行動起來。
接下來的幾天,材料分析區的燈光幾乎徹夜長明。
超級計算機的運算資源被大量佔用,螢幕上滾動著複雜的量子力學計算結果,模擬著各種候選元素摻雜進入石墨烯晶格後的情景。
製備實驗室裡,更是忙碌。
研究人員利用磁控濺射、化學氣相沉積等多種裝置,嘗試在基片上製備各種設想的多層結構。
薄如蟬翼的各層材料被交替沉積上去,工藝引數稍有偏差,就會導致介麵結合不牢,出現起皺、剝落甚至開裂。
曹啟東幾乎住在了實驗室,反覆比對各種模擬資料和初步的實物測試結果。
他發現,單純從原子尺寸和鍵能角度看,某些過渡金屬確實比稀土更有優勢,但它們在石墨烯中的固溶度往往較低,難以均勻摻雜。
“自相矛盾了,難道李工提出的方向是錯的?”
曹啟東陷入到自我懷疑之中。
連日的高強度研究,讓他有些身心俱疲。
曹啟東想了想。
這樣下去,恐怕研究沒有突破,自己就要扛不住了。
念及此,他果斷走出實驗室,打算好好放鬆一下。
去食堂吃了飯,用美食犒勞了一下自己,讓自己的節奏慢了下來。
食堂裡的電視機,正播放著三星堆有關的新聞。
曹啟東饒有興趣的觀看著,不時將飯菜送進口中,暫時忘記了實驗專案的事情。
“古人還真是有智慧,那時的兵器竟然都能做的如此完美。”
看著新聞中展示的三星堆出土的最新一批兵器,曹啟東感慨道。
而就在這時,他猛然抬頭!
“等等!”
“夾鋼技術?將硬度高的鋼材和韌性好的熟鐵融合,打造出既鋒利又不易折斷的刀劍。”
“這豈不是……”
他眼睛猛地一亮。
飯都顧不上吃了,趕忙回到實驗室,立刻在電腦上繪製起來。
一個更為精細的“三明治”
結構在他腦海中成型。
底層,採用與光學元件基材熱**係數匹配的超薄高導熱金屬合金,確保熱量能快速匯出。
中間層,採用摻雜了優化後元素的TiB?-SiC-石墨烯複合層,承擔主要的抗衝擊、抗畸變和電磁遮蔽任務。
最外層,則沉積一層極薄的類金剛石碳膜,利用其高硬度和高紅外發射率,起到耐磨和輔助輻射散熱的作用。
他將這個想法連同初步的結構示意圖整理好,然後直奔李陽的實驗室。
“三層結構,介麵更多,工藝複雜度更高。”
看著他的設計圖,李陽評價道,但轉而又說道。
“但功能劃分明確,底層導熱,中層承力遮蔽,外層防護散熱。”
“如果介麵處理得好,可能比單一材料或模糊的梯度層更可靠。”
李陽仔細檢視了結構示意圖和初步的有限元分析結果。
模擬顯示,這種結構在承受高熱負荷時,應力分佈更為合理,最大畸變點被限製在韌性更好的中間層內部,且熱流路徑清晰。
端詳了好一會兒,李陽拍板。
“曹教授,我覺得這個設計,值得一試!!!”
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