日子就这样一天天的过去。
时间一晃,就到了两周之后了。
皖省,庐州,科学岛。
在石墨烯纤维增韧的道路上,由田翼翔这位国内超导材料领域的泰山北斗亲自下场带队,带领着方琮、老李等8位青年精英研究人员,经过了一段时间的讨论和、反复实验,终于取得了阶段性成果。
此时,当初方琮他们8个第一次做出最初版本163K复合超导实验材料的那个大实验室里面,实验室中央的无尘操作台前。
陈林穿着一身洁白的白大褂,宽大的手掌中,正平稳地托着一个透明的石英玻璃器皿。
在那个器皿的底部,静静地躺着一片只有硬币大小、薄如蝉翼的薄膜。
这就是材料科研团队,在最近这几天里,通过使用石墨烯纤维增韧技术,做出来的最终优化产品。
陈林微微低下头,凭借着【小小健将】加持下敏锐的视力,仔细地用肉眼观察了一下。
“看起来……似乎和之前那块没加石墨烯的薄膜,没什么太大的区别啊?”
器皿中的这片薄膜,依然呈现出那种奇异的银灰色光泽。哪怕是凑近了看,表面也光滑平整,单从肉眼上,根本看不出它内部已经被强行嵌入了另外一种材料。
不过,陈林脑子里稍微一转,立刻就反应了过来。
这也正常,毕竟石墨烯这种被称为“新材料之王”的玩意儿,其本身的透明度就非常高。
单层石墨烯的透光率可以达到惊人的97%以上,只要在复合工艺中,层数数量控制得足够少,一旦附着在原本的超导基材上,基本上是完全隐形的,肉眼根本无法察觉。
“田院士,这个就是最新出来的成品吗?”
捏着器皿的边缘仔细看了一会儿后,陈林抬起头,看向了站在一旁、虽然顶着两个硕大黑眼圈但精神却亢奋的田翼翔,开口问道:“优化后的性能如何?各项极限参数都做过详细检测了吗?”
听到陈林的询问,田翼翔院士推了推鼻梁上的老花镜,脸上的表情显得有些复杂,三分欣慰中,还夹杂着那么一丝丝遗憾。
“陈院士……”
田翼翔现在对陈林的称呼已经自然地改口了,他深吸了一口气,如实说道:“老实说,这个成品的各项数据,距离我心目中那种绝对完美的理论状态,还是不够理想。”
“但是,”田翼翔话锋一转,语气中透着一股笃定,“如果拿它和其他的路线,比如掺杂氧化铪(HfO2)的那几组实验品数据相比,现在的这个石墨烯纤维增韧方案,效果绝对要好上太多太多了。”
田院士指着陈林手中的玻璃器皿,如数家珍地报出了一连串测试数据:
“你手中的这个,是我们这两周得出的目前最优的产品。”
“在厚度相同级别的情况下,它的韧性幅度得到了夸张的提升。打个通俗点的比方,它现在的韧性,基本上能达到市面上那种‘聚酯基片+钢化玻璃’组合的顶级手机膜级别。”
“在力学极限测试中,它能承受大约 3 J/m³左右的冲击能量,而它的弹性模量,更是直接飙升到了 146.93 GPa。”
当然有失必有得,田翼翔院士叹了口气,继续汇报道:
“与此同时,因为石墨烯纤维的介入和界面反应,它的超导性能,不可避免地降低了一些。”
“当然,这其中可能也和我们实验室目前的手工处理工艺不够稳定有关系。经过我们严密的多次统计,这块优化后的材料,它的 Tc(临界温度)和 Hc(临界磁场),都比最初的原始版本,降低了大概百分之十到百分之十五左右。”
“不过万幸的是,它的临界电流(Ic)和临界电流密度(Jc),变化并不是很大,依然保持在优秀的区间内。”
Tc和Hc降低了百分之十五?陈林迅速地在脑子里心算了一下。
这点性能的牺牲,换来物理韧性的大幅度提升,还是很划算的,毕竟他也不会期待实验室的极限临界温度能保持在在实际使用的产品中。
还没等陈林开口,田翼翔院士的脸上突然浮现出了一抹意外的惊喜之色。
“不过,陈院士,虽然超导性能降了一点,但这次的优化却给我们带来了一个巨大惊喜。”
田翼翔指着那片薄膜,声音都因为激动而微微拔高:“它的导热系数提升了一大截。”
“你手上的这块样品,我们昨天连夜做过热力学测试。核心原料在没有进行纤维增韧之前,它的导热系数大概在 600 W/m·K左右。但是。经过石墨烯增韧后,它的导热系数直接飙升到了 1005 W/m·K左右。”
“这可是足足提升了近一倍啊。”
田院士兴奋地解释着其中的物理逻辑:“我们推测,这绝对和增韧后附着在上面的石墨烯薄膜材料有着直接的关系。因为石墨烯本身,就是目前人类已知的、导热系数极高的一种材料。”
“导热系数提升了一倍?。”
陈林听到这个数据,也是猛地一愣,随即也露出了笑容。
“田院士,Tc临界温度和临界磁场降低百分之十五,这完全在我们的容错率之内,是绝对能接受的。”
陈林看着手中的玻璃器皿,语气中透着毫不掩饰的赞赏:“但是这个导热系数的提升,这个意外,还真是让人感到巨大的惊喜啊。”
超导磁体是磁约束可控核聚变技术的核心。
无论是托卡马克装置,还是仿星器的技术路线,都需要依靠强大的磁场,去对反应堆里那上亿度的等离子体进行约束。
而在运行的过程中,超导线圈不可避免地会受到各种热辐射和中子轰击。
导热系数的翻倍提升,意味着它能以更快的速度,将内部堆积的热量传导出去。
这有助于外部液氮冷却系统发挥出更高的效率,从而能更好地维持整个超导磁体在极端环境下的绝对稳定。
“相对比没进行纤维增韧前,这块材料的综合工程属性已经非常不错了。”陈林满意地总结,随后问道,“这个你们手里还有其他的测试品吧?”
“嗯,有的,备用的样品还有好几片。”田翼翔立刻回答道。
“好。”
闻言,陈林没有任何犹豫,直接伸出两根修长的手指,探入玻璃器皿中,将那片珍贵的银灰色薄膜给捏了出来。
在周围方琮、老李等几个年轻研究员有些肉疼的目光注视下,陈林捏住薄膜的两个尖角,开始缓缓地、一点一点地向内施加压力。
既然数据上说韧性提升了,那作为项目的总负责人,他当然得亲手感受一下这玩意儿到底能抗造到什么程度。
手指传来的触感非常奇妙。
这片薄膜并不是很厚,摸上去真的和手机的钢化玻璃保护膜差不多,甚至可能还要更薄一些。
但在陈林手指不断施加压力的情况下,薄膜并没有像以前的陶瓷材料那样,稍微一受力就立刻崩碎,而是开始坚韧地发生了微微的形变。
随着陈林手指力度的不断增加,薄膜弯曲的弧度也越来越大。
最终,伴随着轻微的“咔啪”一声脆响,捏在陈林手指中的薄膜,终于达到了物理极限,碎成了两半。
但是,这片破碎的薄膜,并没有像普通的玻璃或者陶瓷那样,在断裂的瞬间产生无数锋利的碎片向四周飞溅出去。
尽管它确实被折断了,但在那道细微的断裂处,竟然有一层透明度极高的物质,死死地粘连着两块断裂的超导基材。
就像是藕断丝连一样,哪怕断了,它依然维持着一个整体的物理形态,没有彻底散架。
“这就是采用纤维增韧和复合技术,优化在新型复合超导材料上的石墨烯吗……”
陈林捏着那一角碎片,放到眼前,超强视力能让他用肉眼看到尽可能多的细节。
虽然石墨烯的透明度极高,但在断裂拉扯的边缘,粘连在超导材料上的那一层微观的薄膜结构,在实验室强光的照射下,还是能隐隐约约地看出一丝轮廓。
折叠的弧度能达到二十度到三十度左右的样子……
看着眼前这片藕断丝连的超导薄膜,陈林在心里迅速评估了一下,随后非常满意地点了点头:“比没有优化前,这绝对是一个巨大的提升了。”
“至少,以它现在的韧性,在工程应用中,不会出现稍微摔一下、碰一下,或者遭遇剧烈震动就当场粉碎性解体了。”
虽说陈林还没来得及去看那些长达几十页的详细测试数据报告,但对于他来说,通过刚才的目测和直观的简单压力测试,也足够了解这块材料最基础的物理性能了。
“如果能实现批量生产,并且在量产中保持住这种物理性能的话……”
陈林将碎裂的薄膜放回器皿中,拍了拍手,笃定地下了结论:“这种级别的超导材料,已经完全可以脱离纯粹的实验室环境,直接应用于一部分军工电器设备上了。”
听到陈林的评价,田翼翔院士也是认可地点了点头。
“从这方面来说,优化后的材料韧性确实可以。甚至就像之前廖蔀长期待的那样,把它用于电磁武器的加速轨道,或者是高能粒子武器的强磁场约束上,都绝对没什么太大的问题了,它完全扛得住那种级别的震动后坐力。”
但紧接着,田院士的眉头又深深地皱了起来:
“不过,陈院士,它现在的缺点也很大,加工难度太大了。”
田院士指着操作台上的几台精密仪器,苦笑着说道:“为了把石墨烯均匀且不破坏超导能隙地复合上去,我们这几个人这段时间花了很大的功夫。”