钢铁雄心从南天门到星辰大海

三水为木

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第105章 熔炉

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“界面工程”联合攻关小组的成立,像一剂强心针,注入了略显疲态的深蓝实验室。基于数据挖掘发现的“稀土元素改善非晶-陶瓷界面”现象,为陷入僵局的path b和略显孤立的path c提供了一个充满希望的交叉点。然而,从现象到实用技术,其间横亘着巨大的鸿沟。

联合小组面临的首要问题,是 “知其然,不知其所以然”。

他们确认了特定稀土元素(如钇、铈)的微量掺杂确实有效,但作用机理是什么?是稀土原子在界面处偏聚,形成了某种过渡层?还是改变了陶瓷表面的电子态,影响了与非晶合金的化学键合?或者是通过抑制某种有害的界面反应来实现的?

没有对机理的深刻理解,就无法进行精准的工艺控制,无法确定最佳的掺杂浓度、分布形式和工艺窗口。

苏桐协调两个团队的精英,将联合小组分成了三个方向:

1. 机理探究组:利用高分辨透射电镜(hRtEm)、原子探针断层扫描(Apt)和x射线光电子能谱(xpS)等最先进的表征手段,对成功的界面进行原子尺度的“解剖”,试图直接观察稀土元素的分布和界面化学状态。

2. 工艺优化组:系统性地研究不同稀土元素、不同引入方式(共溅射、离子注入、预沉积等)、不同浓度对界面结合强度和高温稳定性的影响,试图通过大量实验,绘制出初步的工艺地图。

3. 性能验证组:负责制备优化后的界面样品,并进行更加接近真实工况的力学性能测试和热冲击测试。

工作迅速展开,但过程远比想象的复杂和煎熬。

机理探究组遇到了观测难题。理想的界面区域极其狭窄,往往只有几个原子层的厚度,想要在其中精准定位并分析微量稀土元素的存在形式和化学态,如同大海捞针。他们制备了上百个专用的薄膜样品,在电镜下一坐就是数天,眼睛熬得通红,才偶尔能捕捉到一两个支持“稀土界面偏聚”理论的模糊证据。

工艺优化组则陷入了参数海洋。稀土浓度从百万分之一到千分之一,引入方式有多种组合,后续的非晶合金沉积工艺又有温度、速率等多个变量。这是一个多维度的优化问题,传统的试错法效率低下。他们不得不引入实验设计(doE)方法,试图用最少的实验次数获取最多的信息,但即便如此,工作量依然巨大。

性能验证组的日子同样不好过。即使偶尔制备出界面结合良好的样品,在更严苛的动态加载测试(如霍普金森杆冲击)中,也常常因为非晶合金本体或陶瓷基体自身的其他缺陷而提前失效,无法真实反映出界面改进的效果。

时间在一次次充满希望的尝试和随之而来的失望中飞速流逝。

联合实验室里,气氛时而因一个看似良好的数据而高涨,时而又因紧随其后的验证失败而跌入谷底。疲惫和焦虑再次悄然蔓延。有人开始私下嘀咕,这个新发现会不会只是一个美丽的巧合,或者其效果有限,根本无法解决根本问题?

就连一向沉稳的赵磊,在看到又一次冲击测试后碎裂的样品时,也忍不住对陈北玄感叹:“北玄,这条路,比我们想象的还要难啊。每一个环节,都像是在走钢丝。”

陈北玄的压力同样巨大。他不仅要关注技术进展,还要平衡内部资源,应对外部博弈。但他深知,此刻他不能流露出丝毫的动摇。

他再次深入到联合小组一线,不是来指手画脚,而是来和大家一起分析失败。

他拿起一块刚刚在冲击测试中碎裂的样品,断口参差不齐。“看这里,”他指着非晶合金一侧的某些区域,“这些地方的颜色和纹理与其他地方略有不同,是不是可能存在我们尚未检测到的、极其微小的晶化区域?在冲击的瞬间,这些微晶可能成为了裂纹的源头,掩盖了界面改进的效果?”

他的提醒让机理探究组和工艺优化组如梦初醒。他们立刻调整方向,加强了对非晶合金本体在复合工艺过程中热稳定性的监控,并优化了沉积参数,力求确保非晶态结构的完整性。

又一次全面的工艺调整和样品制备。这一次,他们更加谨慎,对每一个环节都进行了更严格的控制和监测。

当新一轮的性能验证结果出来时,负责测试的研究员几乎是冲进会议室的,手里挥舞着数据报告,声音因为激动而有些颤抖:

“成了!这次真的成了!优化后的样品,在模拟冲击测试中,界面保持完好!失效模式转变为非晶合金本体的剪切失效!界面剪切强度比未优化前提升了百分之四十!而且在高低温循环后,性能衰减极小!”

刹那间,会议室里鸦雀无声,随即爆发出巨大的欢呼声!许多人相互拥抱,眼眶湿润。这不仅仅是数据的提升,这是他们数月来在迷茫和挫折中坚持不懈所换来的、最坚实的回报!他们终于在一个关键节点上,取得了决定性的突破!

陈北玄紧紧握了握拳头,心中的巨石仿佛松动了一丝。他看向窗外,深蓝实验室的灯火在夜色中格外明亮。

他知道,这仅仅是“界面工程”的第一步,后面还有更长的路要走。但这一步的意义重大,它证明了交叉创新的威力,证明了即使在最艰难的时刻,坚持和智慧也能熔铸出突破壁垒的利剑。深蓝实验室,这个技术与意志的熔炉,终于锻造出了第一块真正合格的、属于“后羿”计划的基石。

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