超导热复合材料?shtc-1?
这个前所未闻的概念,让专家们震惊之余,又让他们感到了一丝无从下手的迷茫。
李明德教授是第一个从震惊中回过神来的。
他深吸一口气,最终还是下定决心,向前迈出一步,语气中带着一丝恳切:“姜厂长,我们我们愿意接受这个研制任务!您昨天展现出的远见和能力,让我们对您深信不疑。但是,对于这‘超导热复合材料’,我们确实有些陌生,甚至从未在任何资料中见过类似的概念。我们能力不足,还请姜厂长能够解释解释。”
他知道,科研并非盲目摸索。
即便有了最先进的设备,没有理论依据,没有明确的方向,再多的努力也只是白费功夫。
有了李明德带头,其他人也纷纷开口,你一言我一语地表达着心中的疑惑。
“是啊,姜厂长!这‘超导热’,难道是指在极低温度下才能实现的超导现象吗?那在常温下,它的导热性能又能达到什么程度?”高分子材料专家张教授推了推眼镜,眼中充满了求知欲。
“姜厂长,这种复合材料的结构是怎样的?是金属基、陶瓷基还是高分子基?它的热传导机制,与我们已知的材料有何不同?”一位名叫王雷的陶瓷材料专家也问道,他来自龙国科学院(天工材料研究所),在高温陶瓷和复合材料领域有着深厚造诣。
“至少也得有个性能指标吧?比如导热系数要达到多少?密度、强度、耐温范围有什么要求?”赵刚也忍不住插嘴,他虽然被姜晨彻底折服,但作为一名严谨的材料力学研究员,他更关心具体的工程参数。
“这种材料的制备工艺复杂吗?对纯度、晶体结构有什么特殊要求?”另一位来自燕京大学的化学系教授陈芳也问道,她擅长表面科学和材料合成。
专家们的问题如同潮水般涌来,他们不是不愿意科研,而是姜晨提出的shtc-1确实让他们不知道该如何入手,至少也得有个明确的性能指标和理论方向。
姜晨笑了笑,他自然早就想好了说辞。
他知道,自己成立凤凰新材的目的,其中还有一点就是合理地将系统中的东西提取出来。
如何提取?
当然是靠这群专家们。
只不过自己得在恰当的时机恰当地给予他们恰当的帮助才行。
他走到一块黑板旁,老刘心领神会,立刻给他递上了粉笔。
姜晨接过粉笔,在黑板上行云流水地写起板书来。
他的字迹遒劲有力,每一个公式、每一个图示都清晰明了。
他要做的不是用那些生涩的语言让专家们听起来很高大上。
那样他们是听不懂的。
这一点,姜晨在上大学的时候就深有体会。
一堆专家教授就像是上课的学生一样,围在一起,屏息凝神,听着姜晨的讲解。
他们中,有擅长冶金的李明德,有专攻高分子材料的张教授,有精通陶瓷工艺的王雷,有深谙表面化学的陈芳,还有赵刚这样在材料力学方面颇有建树的年轻才俊。
化学材料是一门复杂的学科,即便是材料研发,下分到小的领域,每个人擅长的也并不相同。
然而,姜晨却仿佛拥有某种魔力,他用所有人都听得懂的话,把这款未来的材料在现在讲了出来,将那些晦涩难懂的理论,化为清晰直观的概念。
“各位专家,请看这里。”姜晨指着黑板上的一个示意图,那是一个由无数微小晶格组成的复杂结构,中间穿插着一些看似随机的“通道”。
“首先,我们来明确一下‘超导热’这个概念。它并非指传统意义上的‘超导’,即零电阻现象,而是指一种在常温甚至高温环境下,能够实现远超现有金属材料热传导效率的复合材料。我们可以将其理解为一种‘热量的高速公路’。”
他顿了顿,目光扫过众人。
所有人仿佛在这一刻都被回炉重造了。
“我们知道,热量在固体中主要通过两种方式传递:电子传导和声子传导。在金属中,自由电子是主要的载体;在非金属中,晶格振动产生的声子是主要的载体。而shtc-1,将是一种巧妙结合了这两种机制,并进行极致优化的新型复合材料。”
“它的核心设计理念,是构建一种‘定向热传导网络’。”姜晨在黑板上画了一个简化的三维晶格结构图。“我们可以想象,在材料内部,我们通过纳米级甚至原子级的精确控制,构建出无数条‘热传导通道’。这些通道,将由具有极高热导率的碳基纳米结构(例如,高度有序的石墨烯层或碳纳米管阵列)构成,它们就像是无数条微型的高速公路,专门用于传输热量。”
听到“碳基纳米结构”,李明德教授和王雷教授的眼睛都亮了。
他们知道碳材料在导热方面有潜力,但将其“纳米化”并“定向排列”,这超出了他们的认知。
“这些碳基纳米结构,将以特定的晶体取向嵌入到一种新型的金属或陶瓷基体中。”姜晨指着图中的基体部分,“这个基体,我们称之为‘声子阻尼矩阵’。它的作用,是最大限度地抑制声子在非传导方向上的散射和衰减,同时确保与碳基纳米结构之间的完美界面结合,减少热阻。”
他转向李明德教授:“李教授,这部分需要您在冶金和晶体生长方面的深厚经验。我们需要研发一种能够与碳基纳米结构良好润湿、且在高温下不发生剧烈化学反应的合金或陶瓷。它的晶体结构必须高度有序,以确保声子在基体内的传导效率。我们可以考虑定向凝固技术,或者新型粉末冶金工艺,来控制基体的微观结构。”
李明德教授听得连连点头,眼中充满了兴奋。
定向凝固和粉末冶金都是他擅长的领域,但姜晨提出的“声子阻尼矩阵”和“完美界面结合”的概念,为他打开了全新的思路。
姜晨又转向张教授和陈芳教授。
“张教授、陈教授,在复合过程中,界面工程至关重要。碳基纳米结构与基体之间的结合,必须达到原子级的完美。任何微小的空隙或杂质,都会形成热阻,降低整体导热效率。这需要我们研发新型的表面处理技术和界面粘结剂,确保两者之间形成共价键或强金属键。陈教授,您在表面化学方面的经验将是关键,我们需要精确控制界面反应,防止有害相的形成。”
张教授和陈芳教授也陷入了沉思。
界面工程是复合材料领域的难点,姜晨提出的“原子级完美结合”强金属键”的要求,无疑是世界级的挑战,但他们也看到了突破的可能性。
“此外,我们还将引入一种‘内部热虹吸机制’。”姜晨在图上画了一个微小的液滴在通道中流动的示意图。“在材料内部,我们可以设计微米级的封闭毛细管网络,填充具有高汽化潜热的液态金属或相变材料。当局部温度升高时,液态金属会汽化,吸收大量热量,然后蒸汽在压差作用下流向低温区凝结,释放热量,从而实现高效的远距离热量传输。这就像是材料内部自带了一个微型热管系统,能够主动将热量从热点区域快速导出。”
听到这里,所有专家都倒吸一口凉气。
这种“内部热虹吸”的概念,已经超出了他们对传统复合材料的认知,更像是某种主动散热系统。
“这种液态金属或相变材料的选择,以及毛细管网络的构建,将是另一个巨大的挑战。”姜晨继续道,“它需要材料在高温下稳定,不与基体发生反应,且具有良好的流动性和汽化特性。这部分需要我们对流体力学、热力学以及微观结构控制有极深的理解。”
“那么,shtc-1的性能指标,我初步设想如下:”姜晨拿起粉笔,在黑板上写下几个关键参数。
“导热系数:目标值,常温下达到1000w/(·k)以上,远超纯银(430w/(·k))和纯铜(400w/(·k))。”
此话一出,实验室里再次响起一阵惊呼。
这简直是闻所未闻的数字!
这意味着shtc-1的导热能力将是现有最佳金属材料的两倍多!。”
“强度:抗拉强度达到高强度钢的水平(约1000pa以上),同时具备优异的韧性。”
“耐温范围:能够在-50c至800c的宽广温度范围内稳定工作,且性能衰减极小。”
“抗氧化性与耐腐蚀性:在高温高湿环境下,具备优异的抗氧化和耐腐蚀能力。”
姜晨放下粉笔,转身看向众人。
“各位,这就是shtc-1的基本概念、核心原理和初步性能指标。它的研发,将彻底解决我们jl-7a雷达的散热瓶颈,让歼-7d能够真正发挥出其应有的作战能力。同时,它也将为我们未来的航空发动机、高能激光武器、甚至更远的空天飞行器,提供前所未有的热管理解决方案。”
“如果能够成功研制,这将不仅仅是材料学的突破,更是整个龙国工业的巨大飞跃!它将让我们的电子设备更稳定、更强大;让我们的发动机更高效、更耐用;让我们的武器更精准、更致命!它将是龙国军工腾飞的基石!”
实验室里一片寂静,所有专家们都沉浸在姜晨所描绘的宏伟蓝图中。
他们的大脑在飞速运转,消化着这些颠覆性的概念。
虽然挑战巨大,但姜晨所展现出的知识和远见,以及眼前这些先进的设备,让他们看到了成功的希望。
李明德教授激动得满脸通红,他颤抖着声音说道:“姜厂长,我我明白了!这简直是是材料学的未来!我李明德,愿意为shtc-1项目,贡献我毕生所学!”
张教授、王雷教授、陈芳教授也纷纷表态。
赵刚更是握紧了拳头,他很荣幸,自己将有机会参与到一场前所未有的科技革命中。
姜晨满意地点了点头,他知道,这些顶尖的科学家们已经被他彻底点燃了。
“好!既然大家都有信心,那我们现在就进行分工!”姜晨拍了拍手,声音洪亮,“李明德教授,您作为冶金专家,主要负责基体材料的研发与制备工艺优化,特别是定向凝固和粉末冶金技术,以及与碳基纳米结构的界面润湿性研究。赵刚,你作为李教授的助手,协助他进行材料力学性能测试和结构优化。”
“张教授,您是高分子材料专家,我需要您负责碳基纳米结构的制备与改性,以及复合材料的成型工艺。我们需要探索如何将这些纳米结构均匀、定向地嵌入基体中,并确保其在高温下的稳定性。”
“王雷教授,您是陶瓷材料专家,请您负责高温陶瓷基体的探索,以及内部热虹吸机制中毛细管网络的构建和陶瓷管路的烧结工艺。同时,您还需要研究新型耐高温、耐腐蚀的陶瓷材料,用于shtc-1的外部封装。”
“老刘!”姜晨看向一直默默站在一旁的老刘,“你作为凤凰新材生产车间的技术指导和核心机密负责人,负责所有实验设备的日常维护、校准,以及姜厂长和各位专家下达的特殊工艺操作。特别是涉及到shtc-1的制备过程,你必须亲力亲为,严格按照指令操作,确保每一个环节都万无一失,并且严格保密,除了你和我,任何人不能知道其中的细节。明白吗?”
“明白!姜厂长!保证完成任务!”老刘声音洪亮,眼中充满了干劲。
他虽然听不懂那些高深的理论,但他知道,自己肩上的责任有多重。
“好!那大家就各司其职,立刻投入到shtc-1的研发中去吧!”姜晨大手一挥,眼中闪烁着自信的光芒。
“是!姜厂长!”
专家们齐声应道,声音中充满了激动和决心。
他们纷纷散开,走向各自负责的区域,开始对那些崭新的设备进行更深入的了解和调试。
实验室里,机器的嗡鸣声再次响起,那是未来科技的序曲,是凤凰涅槃的号角。
一个多月过去了。
凤凰军工厂的“凤凰新材”实验室,灯火彻夜通明,机器的轰鸣声几乎从未停歇。
李明德、张教授、王雷、陈芳、赵刚等一众专家,在姜晨的指导下,全身心地投入到shtc-1型超导热复合材料的研发中。
姜晨每天都会抽出大量时间,亲自指导他们,解答他们的疑问,甚至在关键时刻,会拿出一些系统提供的“降维”技术图纸或理论模型,帮助他们攻克一个个看似不可能的难题。
在姜晨的精确指导下,以及那些超越时代设备的辅助下,shtc-1的研发进程远超所有人的想象。
即便是鹰酱最先进的实验室,研制一款新材料的时间都往往是以年为单位。
李明德教授和赵刚在熔炼炉前,一次次调整基体合金的配比和定向凝固参数,他们发现,姜晨提出的“声子阻尼矩阵”概念,确实能够有效提升基体的热传导效率。
张教授和陈芳教授则在烧结炉旁,尝试各种碳基纳米结构的制备方法,并探索最佳的界面处理工艺,他们同样惊奇地发现,当界面结合达到姜晨所说的“原子级完美”时,材料的整体导热性能会发生质的飞跃。
老刘则像一个不知疲倦的陀螺,穿梭于各个实验台之间,严格执行姜晨的指令,确保每一个实验步骤都精准无误。
终于,在一个阳光明媚的下午,李明德教授兴冲冲地给厂长办公室的姜晨打了电话。
“姜厂长!姜厂长!大喜啊!”李明德教授的声音带着难以抑制的颤抖和狂喜,几乎是吼出来的,“shtc-1材料我们成功了!初步试验结果显示,它的导热系数已经达到了您设定的指标!甚至甚至还有超越的趋势!请姜厂长请姜厂长立刻过来验收!”
电话那头,姜晨的嘴角微微上扬,露出了一个自信而满足的笑容。
他知道,shtc-1的成功,只是时间问题。
然而,此刻,姜晨的办公室里,却并非只有他一人。
他正坐在宽大的办公桌后,桌上摆放着两杯热气腾腾的香茗,空气中弥漫着淡淡的茶香。
在他对面,一位身着整洁军装、戴着金丝眼镜的中年男子正襟危坐,脸上带着一丝焦急与期待。
来人正是电子工业部14所副所长——林浩。
“林所长,请用茶。”姜晨示意了一下,语气平静而从容,仿佛丝毫没有被李明德教授的狂喜所影响。
林浩端起茶杯,轻轻抿了一口,但他的目光却始终紧盯着姜晨,显然心事重重。
“姜厂长,您您上次说的,关于歼-7d改装jl-7a雷达的结构载荷和电源供给问题,您您有思路了吗?”林浩终于按捺不住,语气中带着明显的焦急和一丝难以掩饰的希冀。
他知道,shtc-1的研发,是姜晨解决jl-7a雷达散热问题的关键。
但雷达的集成,远不止散热一个问题。
结构强度和电源供给,依然是压在他们心头的大山。
姜晨放下电话,目光落在林浩身上。
“林所长,关于歼-7d的改装问题,我当然有思路。”姜晨微微一笑,语气中充满了自信,“而且,我敢保证,我的方案,将彻底解决您所面临的所有瓶颈,让歼-7d,真正拥有全新的‘眼睛’和‘心脏’!”
林浩的身体猛地一震,眼神中全是难以置信。
“真的吗?!姜厂长!您您真的有办法?!”
他激动得几乎要从椅子上跳起来。
姜晨没有直接回答,只是拿起桌上的一份文件,轻轻推到林浩面前。
“林所长,请看这份报告。”
林浩颤抖着手接过报告,当他的目光落在报告首页的标题时,瞳孔猛地收缩。
那标题赫然写着:
《shtc-1型超导热复合材料性能测试与应用前景分析报告》
林浩抬头,看向姜晨,眼中充满了疑问和敬畏。
shtc-1这不就是姜晨之前提到的,那个用来解决雷达散热问题的“未来材料”吗?
这才半个多月它竟然成功了?!
他颤抖着翻开报告,当他看到报告中shtc-1那惊人的导热系数、超低的密度和超高的强度时,整个人彻底呆住了。
这哪里是材料,这简直是神迹!
姜晨没有理会林浩。
shtc-1的应用可不仅仅只是用到j7身上。
一款过气的二代机不值得他这么大费周章。
他的目光穿透办公室的墙壁,仿佛看到了未来。
shtc-1将不仅仅解决jl-7a雷达的散热问题,将彻底改变龙国航空工业的格局,甚至影响整个国家的工业面貌。