第156章 材料学的挑战(1/2)
龙巢基地材料实验室的灯光彻夜未熄。张飞站在中央试验台前,手中拿著一块刚刚完成涂覆测试的样品板,眉头紧锁。样品板表面的隱身涂层在特定角度下显现出细微的色差,这在普通人眼中几乎无法察觉,但在张飞看来却是个大问题。
"第七次失败了。"林沐瑶记录著实验数据,声音里带著些许沮丧,"温度控制在正负0.5摄氏度,湿度控制在百分之四十五,涂覆速度也严格按照標准流程,可还是出现了不均匀现象。"
张飞没有立即回应,而是將样品板放在电子显微镜下仔细观察。放大五千倍后,可以清晰地看到涂层內部的纳米结构存在微小的排列紊乱。
"问题不在工艺参数。"张飞终於开口,"在於材料本身的流变特性。"
他调出材料的分子结构模擬图,手指在几个关键节点上轻轻一点:"看到没有?这些支链结构在涂覆过程中会產生相互纠缠,导致流动性下降。"
安国邦端著夜宵走进实验室,看到眾人凝重的表情,小心翼翼地问:"还是不行吗?"
"小问题。"张飞接过夜宵,咬了一口包子,"给我半个小时,我能解决。"
这句话让实验室里的研究人员都愣住了。他们已经连续工作了十八个小时,尝试了各种方案,都没能解决这个难题。而现在张飞却说只要半个小时?
张飞快速吃完夜宵,然后开始在电脑上重新设计材料配方。他的手指在键盘上飞舞,屏幕上不断闪现出复杂的化学式和分子结构图。
"传统的纳米吸波材料大多採用铁氧体基材,"张飞一边操作一边解释,"但铁氧体的密度太大,不適合大面积涂覆。"
他调出一个全新的分子结构:"我准备採用多孔碳基材料作为骨架,然后在孔隙中嵌入特定尺寸的磁性纳米颗粒。"
林沐瑶立即明白了这个设计的精妙之处:"这样既能保证吸波性能,又能大幅降低密度!但是...如何控制纳米颗粒的均匀分布?"
"利用电场导向。"张飞调出另一个模擬图,"在涂覆过程中施加特定频率的交变电场,让纳米颗粒自动排列成最优结构。"
这个想法让在场的材料专家们都感到震惊。利用电场来控制纳米颗粒排列,这听起来简单,实际操作起来却需要极其精密的控制。
"交变电场的频率和强度必须与材料特性完美匹配,"一位老研究员提出疑虑,"任何微小偏差都可能导致排列失败。"
"所以我们需要一个智能调控系统。"张飞在设计中加入了一个反馈控制模块,"实时监测涂覆状態,自动调整电场参数。"
完成设计后,张飞立即安排试製新的材料样品。实验室里的气氛顿时紧张起来,每个人都屏息凝神地关注著製备过程的每一个环节。
新材料製备需要经过十二道工序,每道工序都要严格控制。张飞亲自监督著每个步骤,时不时调整一些细节参数。
"第三工序的升温速率再降低百分之五。"张飞盯著反应釜的温度曲线说道,"这样可以让碳基骨架的形成更均匀。"
操作人员立即执行指令。令人惊讶的是,仅仅这个微小的调整,就让反应过程中的温度波动范围缩小了三分之一。
"神奇..."一位年轻的研究员小声感嘆,"张总工是怎么发现这个问题的?"
张飞头也不回地回答:"经验。看多了就知道什么时候该快,什么时候该慢。"
三个小时后,第一批新材料终於製备完成。当银灰色的粉末从反应釜中取出时,所有人都围了上来。
"取样测试。"张飞命令道。
测试结果令人振奋。新材料的密度只有传统铁氧体材料的三分之一,而吸波性能却提升了百分之二十。
"太好了!"实验室里响起一片欢呼声。
但张飞的考验才刚刚开始。接下来要进行的是涂覆工艺测试,这才是真正的难关。
张飞设计了一套全新的自动化涂覆设备。与传统喷涂设备不同,这套设备採用了多级电场导向系统,能够在涂覆过程中精確控制材料的分布。
第一次测试开始。机械臂携带著涂覆头在样品板上方匀速移动,银灰色的材料均匀地覆盖在板面上。然而,当涂覆头转向时,边缘处还是出现了轻微的材料堆积。
"转向速度过快。"张飞立即发现问题所在,"降低转向速率,同时提高该位置的电场强度。"
调整后的第二次测试效果明显改善,但在板材的四角仍然存在厚度不均的问题。
"角落效应。"林沐瑶分析道,"电场在尖角处会自然增强,导致材料过度聚集。"
张飞思考片刻,提出了一个巧妙的解决方案:"为什么不改变板材的设计呢?把所有直角都改成圆角。"
这个建议让所有人都愣住了。舰艇结构设计中確实存在很多直角,但如果为了涂覆工艺而改变舰体设计,这听起来有些本末倒置。
"不只是为了涂覆工艺。"张飞调出流体力学模擬图,"圆角设计还能降低航行阻力,提高隱身性能。这是一举两得。"
他立即联繫舰艇设计部门,提出了这个修改建议。令人意外的是,海军方面在评估后,很快就同意了这项改动。
"他们说早就想改成圆角设计了,只是担心施工难度。"安国邦匯报著通讯结果,"现在有我们的新技术支持,正好可以实施。"
解决了结构问题后,张飞继续优化涂覆工艺。经过数十次试验,他们终於找到了一组完美的参数组合。
"温度25摄氏度,湿度百分之五十,涂覆速度每秒0.5米,电场频率1000赫兹..."林沐瑶记录著最终確定的工艺参数,"这些条件必须在整个涂覆过程中保持稳定。"
"这就需要改造整个涂覆车间。"张飞调出车间设计图,"现有的温控和湿度控制系统精度不够。"
改造工程立即启动。张飞亲自设计了新的环境控制系统,採用了多重备份和智能调节技术,能够將车间內的环境参数波动控制在极小的范围內。
"温度波动不超过正负0.1度,湿度波动不超过百分之二。"环境工程师看著新系统的性能指標,连连讚嘆,"这精度都快赶上精密仪器实验室了!"
张飞却认为这是基本要求:"隱身涂层的性能直接关係到舰艇的生存能力,再怎么严格都不为过。"
在环境控制系统改造的同时,张飞还在思考另一个问题:如何在海洋环境下保持涂层的长期稳定性。
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