《穿越之後我帶領國家登臨宇宙之巔》第155章 被分配一個“邊角料”項目(1)

作者:穿越者大軍的一員·14天前

2030年10月8日,北京,龍國科學院。

林小鏡到國科院的第三週,接到了第一個“正式”專案。說“正式”,是因為有編號、有經費、有任務書。說“邊角料”,是因為這個專案在別人眼裡不值一提。專案名稱是“DT推進器電極塗層的初步探索”,經費二十萬,週期六個月。任務是測試幾種新型陶瓷塗層在等離子體環境中的耐燒蝕效能。說白了,就是“燒一燒,看一看,哪個耐燒”。這種專案,一般是給新來的碩士生練手的,或者給快退休的老研究員打發時間的。林小鏡拿到任務書的時候,看了一眼經費數字——二十萬。她上一個專案是六百萬,再上一個是國家專案一千兩百萬。二十萬,她從來沒有做過這麼小的專案。

她拿著任務書去找周明遠。周明遠正在辦公室看論文,看到她進來,摘下眼鏡。

“周老師,這個專案……”她把任務書放在桌上。

周明遠看了一眼,說:“你不想做?”

“不是不想做。是想問為什麼。”

周明遠靠在椅背上,看著她。“有人覺得你太年輕,太空,太不接地氣。空間摺疊是好東西,但太遠了。他們想看看你能不能做點‘實在’的東西。這個專案雖然小,但很實在。做成了,能用在推進器上。做不成,也沒什麼損失。”

林小鏡沉默了。她知道“有人”是誰。材料所的那位趙研究員,化學所的那位李院士,還有那些在背後議論她的人。他們覺得她是個“理論家”,只會寫論文,不會做工程。他們要她證明自己。

“我做。”林小鏡把任務書拿起來,“但我有一個條件。”

“說。”

“塗層配方我自己選。不用他們給的。”

周明遠看著她,笑了。“好。”

林小鏡回到辦公室,把任務書扔在桌上。二十萬,六個月,測試幾種塗層。別人可能覺得這是“小菜一碟”,但她知道,這不是小菜。陶瓷塗層在等離子體環境中的行為,涉及到材料科學、等離子體物理、熱力學、表面化學。任何一個環節出問題,結果都會偏差。她不能偏差。因為她要證明自己。不是為了那些人,是為了她自己。

她開始查文獻。國科院的圖書館有全世界最全的材料科學資料庫,她泡了三天,讀了上百篇論文。她找到了三種候選塗層——氧化鋁、氧化鋯、氧化釔。這三種都是耐高溫陶瓷,硬度高,化學惰性好,適合在等離子體環境中使用。但她要的不是“適合”,是“最好”。她需要比較這三種塗層的耐燒蝕效能、熱衝擊性能、結合強度、成本。氧化鋁便宜,但脆。氧化鋯韌性好,但貴。氧化釔耐高溫,但難加工。她選了氧化釔——不是因為它最好,是因為它最難。她要做就做最難的。

她把方案報上去。周明遠看了,說:“氧化釔?成本高,加工難。你確定?”

“確定。”

“好。”

裝置到了。一臺等離子體噴塗裝置,可以製備陶瓷塗層。一臺等離子體測試裝置,可以模擬推進器的工作環境。林小鏡花了一週時間,學會了操作這兩臺裝置。不是“學會”,是“練會”。她每天早上八點到實驗室,晚上十點離開,中間除了吃飯和上廁所,沒有離開過。她做了二十組樣品,每一組都標了編號,記錄在筆記本上。

第一輪測試,她把樣品放進等離子體測試裝置,設定引數——溫度2000度,壓強10帕,時間1小時。結果出來,氧化釔塗層的燒蝕深度最小,但出現了裂紋。裂紋是因為熱應力,熱應力是因為塗層和基體的熱膨脹係數不匹配。她需要一層緩衝層。

她加了氧化鋯作為緩衝層。氧化鋯的熱膨脹係數介於氧化釔和鎢之間,可以緩解熱應力。她做了雙層塗層——底層氧化鋯,面層氧化釔。第二輪測試,裂紋消失了。燒蝕深度比單層氧化釔減少了百分之三十。她把結果記在筆記本上。

第三輪測試,她做了對比。沒有塗層的鎢電極,燒蝕深度1毫米。氧化釔單層塗層,燒蝕深度0.5毫米。氧化釔/氧化鋯雙層塗層,燒蝕深度0.35毫米。比沒有塗層的好,但還不夠好。她想要的是0.1毫米以下。

她想到了一個東西——梯度塗層。不是兩層,是很多層。每一層的成分逐漸變化,從底層的純鎢,到過渡層的鎢/氧化鋯複合,到中間層的純氧化鋯,到過渡層的氧化鋯/氧化釔複合,到面層的純氧化釔。沒有介面,沒有突變,沒有熱應力。理論上,這種梯度塗層可以消除裂紋,大幅提高耐燒蝕效能。她把這個想法畫在了草稿紙上。鄭技術員看了,說:“這個太複雜了。做不出來。”林小鏡說:“試試。”

她用了一個月,優化了等離子體噴塗的工藝引數——送粉速率、電弧電流、噴塗距離、基體溫度。她做了五十組樣品,失敗了三十組。有的塗層剝落了,有的塗層太厚,有的塗層太薄,有的塗層不均勻。她記錄每一次失敗的原因,調整引數,再做。第二十次,成功了。塗層厚度均勻,沒有裂紋,結合強度高。她把樣品放進測試裝置,跑了一個小時。結果出來——燒蝕深度0.08毫米。

她把結果拿給周明遠看。周明遠看了,沉默了很久。“0.08毫米?你確定?”

“確定。測了三遍,平均值0.08,標準差0.01。”

周明遠看著她,目光裡有驚訝,有欣賞,有一點不可思議。“你知道這個結果意味著什麼嗎?”

“知道。電極壽命延長十倍。”

“不止十倍。現有的塗層,最好的是0.5毫米。你是0.08毫米。提高了六倍。不是十倍,是六倍。”周明遠停頓了一下,“這個專案,可以寫一篇論文。投《材料科學與工程》。”

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