千禧年的钟声即将敲响,但对于“工业长城”
的核心团队来说,这并没有太多的浪漫色彩,因为他们正面临着自成立以来最严酷的一次技术“大考”
。
“神火”
计划——燃冲压动机研项目,在启动后的第三个月,就撞上了一堵看不见的墙。
实验室的耐高温测试台上,一块刚刚研出的新型镍基单晶合金叶片,在模拟的高音气流冲刷下,仅仅坚持了不到三十秒,就开始像蜡烛一样软化、变形,最终在两千摄氏度的高温气流中,化作了一滩废铁。
“不行,还是不行!”
苏晚晴摘下护目镜,看着那堆废墟,眼中满是血丝,“金属材料的物理极限就在这里。
哪怕我们用了最先进的单晶铸造工艺,也无法在两千度以上的高温下,保持足够的结构强度。
除非……我们能找到一种不熔化的材料。”
“不熔化的材料……”
秦振华在一旁苦笑,“那只有陶瓷了。
可是陶瓷太脆了,稍微一点震动就会碎成粉末,怎么可能用来做动机?”
会议室里一片死寂。
这是材料学界的终极难题——耐高温与高韧性,似乎永远是一对不可调和的矛盾。
李晓宇坐在主位上,手里把玩着一块黑色的陶瓷碎片。
“如果,我们给陶瓷,装上‘骨架’呢?”
他忽然开口,打破了沉默。
“陶瓷确实脆,但如果我们在陶瓷基体内部,编织进一层高强度的连续碳化硅纤维呢?”
他在白板上画出了一个微观结构图。
“连续碳化硅纤维增韧碳化硅陶瓷(sicfsic)复合材料!”
“纤维就像钢筋,陶瓷就像混凝土。
当裂纹产生时,纤维会通过桥接、拔出等机制,消耗断裂能,阻止裂纹扩展。
这样,我们就得到了一种,既能耐受两千度高温,又拥有金属般韧性的,完美材料!”
这个理论虽然完美,但制造难度却是地狱级的。
碳化硅硬度极高,仅次于金刚石,根本无法进行传统的切削加工。
而动机内部那些复杂的冷却流道和燃烧室结构,更是对成型工艺提出了不可能的要求。
“怎么造?”
秦振华摊开手,“盘龙母机也切不动它啊。”
李晓宇微微一笑,目光投向了远处的微电子研究院。
“既然切不动,那我们就‘长’出来。”
他提出了一个跨界融合的大胆方案——
“光刻辅助前驱体转化陶瓷(pdcs)3d打印技术!”
“我们利用‘神光’光刻机的紫外光源技术,开一种特殊的液态陶瓷前驱体光敏树脂。
通过3d打印机,将其逐层固化成型。
然后,再经过高温裂解,将有机物烧掉,剩下的就是致密的碳化硅陶瓷骨架!”
“这种方法,可以制造出任意复杂的内部结构,甚至是在陶瓷内部,‘打印’出微米级的冷却通道!”
这是一个将光刻、化工、材料、制造四大领域融为一体的级工程。
苏晚晴的“神农”
实验室,立刻与贺云飞的微电子团队、林涛的算法团队进行了深度融合。
经过半年的艰苦攻关,第一台“神火”
动机的陶瓷燃烧室原型机,终于诞生了。
它通体漆黑,表面布满了复杂的冷却管路,拿在手里轻若无物,却坚硬如铁。
然而,就在所有人都以为胜利在望时,意外生了。
在一次全功率点火实验中,动机刚刚启动不到五秒,就出了一声沉闷的巨响!
“轰——!”
巨大的冲击波瞬间震碎了实验室的防爆玻璃。
监控屏幕上一片雪花。
当烟雾散去,那台寄托了无数希望的动机,已经炸成了一堆碎片。
虽然因为有严格的安全措施,没有人员伤亡,但这对团队士气
