第239章 “宏材料”量产(1/2)

2031年9月。

盘古工作组尖端材料实验室,空气里飘着淡淡的臭氧味。

张宏穿过两道气闸,防尘服的靴底在光滑的金属地面上敲出清脆的回响。

车间里亮得晃眼,白色的灯光照在超净工作台上,映出一排排透明的反应釜。

反应釜内,淡蓝色的液体在磁力搅拌下旋转,表面浮着一层极薄的银色膜——那是正在生长的碳纳米管阵列。

“张先生,这是第三十七批样品的检测报告。”

材料专家刘铁快步迎上来,手里的平板电脑屏幕亮着,上面是一组断裂扫描电镜图像。

他的眼眶通红,眼底带着血丝,显然熬了不少夜。

张宏接过平板,指尖放大图像。

屏幕上,原本应该呈规整六元环结构的碳纳米管,在某个节点出现了细微的扭曲。

扭曲处的管壁厚度不均,像被无形的手捏皱的纸筒。

“还是结构稳定性问题?”张宏问。

“是。”刘铁点头,声音带着疲惫,“这批样品在-196c液氮环境下做拉伸测试,应力达到80gpa时就出现了裂纹,比理论值低了25%。

我们调整了反应温度、压力,甚至换了三种催化剂,都没解决。”

张宏的目光扫过反应釜,视网膜上悄然弹出系统扫描界面。

淡蓝色的全息框覆盖在设备上,反应釜内的温度、压力、催化剂浓度等数据实时跳动。

他的视线停在催化剂注入管上——

那里的数据流显示,金属催化剂的纯度指标是99.99%,但系统标注的“杂质异构体含量”一栏,藏着一个几乎可以忽略的数字:0.0012%。

“催化剂的原料来源是哪里?”张宏突然问。

“是北欧的一家化工厂,他们提供的高纯度镍基催化剂,之前小批量实验时一直没问题。”

刘铁愣了一下,赶紧调出供应链数据,“批量生产后,我们换了更大的批次,难道是原料纯度出了问题?”

张宏没说话,走到催化剂储存罐前。

储存罐是透明的石英材质,里面装着银白色的粉末。

他戴上无菌手套,用取样勺舀出一点,放在电子显微镜下。

镜头下,催化剂颗粒的表面本该是光滑的球形,此刻却附着着极细的针状晶体——那是杂质异构体形成的单晶。

“问题就在这。”

张宏指着屏幕,对围过来的工程师们说:“小批量生产时,原料纯度能控制在99.999%,杂质异构体含量低于0.0001%,不会影响碳纳米管的生长。

但批量生产后,原料纯度降到99.99%,杂质异构体含量升高,在碳纳米管生长过程中会嵌入管壁,形成应力集中点。”

他拿起一支笔,在虚拟白板上画了个简单的示意图:“就像盖房子,本该用标准砖,结果混进了几块变形的砖,表面看不出来,一受力就会从变形砖的位置开裂。”

工程师们恍然大悟,有人立刻拿出笔记本记录,有人转身去查原料检测报告。

“那我们现在该怎么办?”刘铁问,眼里重新燃起希望。

“两步走。”

张宏放下取样勺,“第一,联系化工厂,要求他们将原料纯度提升到99.999%,并增加杂质异构体的检测项目,不合格的批次全部退回。

第二,调整催化剂的提纯工艺,在现有基础上增加一道分子蒸馏工序,把杂质异构体含量控制在0.0005%以下。”

他走到反应釜控制面板前,手指在虚拟键盘上快速操作:“还有,催化剂的添加比例要精确到原子级别,镍、钴、铁的比例调整为7:2:1,这样能抑制异构体的形成。”

赵志刚赶紧记录下来,转身对助手喊:“立刻联系北欧化工厂,就说张总工的要求,让他们48小时内给出纯度提升方案!

另外,通知提纯车间,马上启动分子蒸馏设备调试!”

车间里瞬间忙碌起来,工程师们各司其职,之前的焦虑被忙碌取代。

张宏站在反应釜旁,看着淡蓝色的液体重新开始搅拌,心里松了口气。

他知道“宏材料”的重要性——这种超级碳纳米管复合材料,密度只有钢的六分之一,强度却是钢的一百倍,是太空电梯缆绳的唯一候选材料,也是火星飞船壳体、轨道空间站结构的核心材料。

如果解决不了规模化量产的问题,后续的所有深空计划都将停滞。

“张先生,‘昆仑’传来消息,北美航天团队刚才发来了问询,想知道‘宏材料’的量产进度,他们的火星飞船壳体设计已经卡在材料环节了。”

沈若芸的声音从通讯器里传来,带着一丝焦急。

“告诉他们,三天后给他们答复。”张宏说,“如果调整后的工艺能成功,下周就能生产出合格的样品。”

挂了通讯器,张宏继续在车间里巡查。

他走到拉伸测试机旁,那里放着之前失败的样品。

样品是一块巴掌大的板材,表面泛着金属的冷光,边缘还留着测试时断裂的痕迹。

他拿起样品,轻轻掰了掰——断裂处的截面很整齐,能看到碳纳米管排列的纹理,只是在某个点有明显的撕裂痕迹。

“之前我们一直以为是反应条件的问题,没想到是原料的细节。”

刘铁走过来,语气里满是自责,“要是早点想到纯度的问题,也不会浪费这么多时间。”

“科研就是这样,有时候差的就是毫厘之间的细节。”张宏拍了拍他的肩膀,“小批量实验时,杂质含量低,问题被掩盖了。批量生产后,问题才暴露出来,这不是坏事,至少我们找到了解决方向。”

刘铁点点头,转身去监督提纯工艺的调整。

张宏则走到车间的监控屏前,调出实时数据。

屏幕上,分子蒸馏设备已经启动,银白色的催化剂粉末在真空环境下被加热,蒸汽经过冷凝后,变成更纯净的液体。

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