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《探索太陽系》第11章:製造光化碳鈦合金
  穿戴好一切,進入無氧工作室後,陶明在碳鈦板光亮的一面上小心翼翼的塗抹了一層鋁汞齊,然後迅速的放到液氮裡冷凍,將鋁汞齊和碳鈦板暫時的固定在了一起。

  “你這是在置換鈦板的鈦元素?”

  “是的,但是不能就這樣常溫置換,所以要冷凍一下,既讓它們之間的置換減緩,又起到了固定作用”。

  “嗯,置換後對碳鈦板有什麽影響?”

  “等會還得給氧,首先產生負面的影響,鋁、汞、鈦三種元素的離子交換會將堅硬的碳鈦板腐蝕,在表面形成二氧化鋁和二氧化鈦,材料柔性上升、剛性下降、硬度減小”。

  李為國略微的思索後又問道“那這時候你的定做的激光就會有正面作用吧?”

  “是的,激光會催化它們之間的置換,我這個實驗最終的目的就是得到一塊既要耐溫,又得有一定的硬度,柔性還要好的材料”。

  邊說著,陶明邊將板子放到了激光器上,設定掃點速度,激光的脈衝強度和頻率,編制好程序,然後重重的敲了一下回車鍵。

  “嗡嗡……滴滴……”機械臂上的同步電機開始運轉,紅外激光測距儀確認了鏡頭對準了之後,兩束激光分別從上下射出,打在了碳鈦版的同一個點上。

  同時位於機械臂上的氣體通道開始通氣,上部分是高純,高壓的氧氣、下部分噴射的是氬氣。

  兩股氣流迅速的噴射在激光點附近,整個實驗室響起了“呲呲”聲。

  看著設備開始運作,陶明又對李為國解釋道“上半部分在850攝氏度左右的激光催化下,離子置換加劇,本來常溫下應該薄薄一層的二氧化鋁和二氧化鈦會快速的產生,又在特定脈衝的作用下,他們會均勻的柔和在一起”。

  “而下半部分,在激光瞬時1200攝氏度的照射下,碳元素和鈦元素會瞬間生成光化反應,它們的電子都有一部分被生成光子逃逸了出來,在庫倫力的作用下整個版面就會膨脹,鈦元素和碳元素會產生很強的正電荷,但是噴射在上面的氬氣是惰性氣體,很難參與電子置換,所以他們會吸引上半部分的二氧化鋁向下遷移”。

  “哦,我明白了,這樣就會行成跟漢堡似的夾層,最上邊的二氧化鈦耐高溫,中間的二氧化鋁使材料的柔性增加,而最下面的碳鈦合金保持一定的硬度”。

  “差不多,隻不過最終到達中間的不是二氧化鋁,而是純鋁”

  “嗯??怎麽會這樣?”

  “二氧化鋁距離下邊越近,那麽他們的分子結構越不穩定,氧元素會被已經光化的碳和鈦元素爭奪,但是絕大部分的氧原子被碳元素奪走,生成一氧化碳和二氧化碳逃逸出來,有一部分的氧原子被分解,電子被鈦元素收納,中子被迫變成同位素,快速的衰減。”

  “哎呀,沒想到、沒想到,中間竟然有這麽神奇的變化,陶明,你這是開創了材料加工的新天地啊!”,李為國興奮的大叫出來。

  李為國聽了陶明的解釋有些激動,如果成功了的話,他這是在見證歷史性的時刻。

  激光器平均加工一個點需要3秒鍾,然後在同步電機和激光矯正的帶領下加工下一個點。

  一個激光點加工的面積約為0.5MM個平方,而陶明的板子是1萬個毫米的平方,所以大概需要十七個小時才能加工完成。

  “老師,你先去休息吧,現在都晚上七點了,您也一天沒吃飯了”

  陶明其實很想離開,

這個激光器是自動控制的,而且全程都有高速攝像機拍攝,他出來的時候也沒有跟柳林和小桃紅交代晚上不回去吃飯的事。  “沒事,你要是餓了就先去吃吧,我不餓”,李為國還是聚精會神的看著正在加工的合金。

  也許是戴了兩付眼鏡(老花鏡和護目鏡)不是很舒服,李為國說完後摘下眼鏡揉了揉眼。

  看著李為國的堅持,他無奈的歎了口氣,給柳林打電話說了一聲,就到食堂買了點飯,順便給李為國帶了一份。

  吃完飯,到了晚上十一點,陶明實在受不了了,竟然迷迷糊糊的趴在實驗桌上睡著了。

  “陶明,快醒醒,加工完了,咱們去做檢測”,迷迷糊糊的陶明被李為國晃悠醒了。

  “幾點了啊”陶明還睡得有些迷糊,看了看表“3點”。

  “導師,您先回家休息一下不行嗎,我無所謂,就怕您的身體受不了”。

  “別廢話,快點!”李為國焦急的找出檢測實驗室的鑰匙,推門走了出去。

  “哎……”陶明歎了口氣,搖搖頭跟了出去。

  “硬度竟然達到了14,和鎢鋼一樣,重量卻隻有鎢鋼的四分之一”,“柔性和剛性要進行破壞性實驗,太可惜了,先不測了”。李為國有些遺憾的搖了搖頭,“走,咱們去做電鏡掃描”。

  “真是太美麗了,合理的分子結構,致密的金屬鍵,陶明你看,他們就像調皮的孩子在跟我們打招呼呢”,李為國有些過於激動,手舞足蹈的讓陶明去看掃描出來的圖像。

  “導師,您先別激動,目前咱們弄出來的這個光化碳鈦合金我覺得主要是應用在航空航天上面,這就要求更苛刻的檢測和面臨更複雜的環境,這些都不是我們實驗室目前的條件能做的到的,所以我建議咱們也別在這浪費時間了”,陶明有些無奈的解釋道,但是陶明很理解老師現在的狀態,畢竟每一種新材料的發現和製造,都能對國家的工業製造和發展產生巨大的影響。

  也許正是李為國這一代老前輩這種能吃苦的精神造就了現在的中華文明。

  “哎,確實老了,要是能年輕10歲多好”在陶明的勸說下,李為國搖了搖頭,不得不放棄了繼續研究下去的想法。

  陶明又將新的一塊板子放到了激光器上後,和李為國一塊離開了學校,結束了這一天的工作。

  後來的智腦科技樹上,將今天2021年1月21日劃分為人類邁向宇宙最值得紀念的一天,它開創了一個嶄的材料學科――光化材料學,而這個學科是製作太空飛船最重要的學科。

  在接下來的兩個月,陶明緊鑼密鼓的完成了所有碳鈦板的光化,春節也沒有怎麽過好,一心一意的撲在了實驗上。

  最終具有檢測必要的有八十一塊,出現廢料的原因是激光器的不穩定,工作時間變長後強度就會下降不少,而廢掉的就是最後的四塊,隻檢測硬度就已經明顯的感覺出差距,最後一塊的硬度隻有8.4,和第一塊相比已經有個天大的差距。

  所以在加工完這85塊材料後,這台價值40萬的激光器就結束了歷史使命,本來陶明想修一下繼續用的,倒是李為國強硬的要求等研究報告下來就把它送進學校的榮譽館,陶明隻好答應下來。

  在做出第十塊光化碳鈦合金時,李為國就將它們打包郵寄到了“國家航天材料檢測實驗室”,然後每做出十塊就送一次,最後這一次送出去後,他們手頭上就剩於了一塊合金和四塊廢料,也是準備將來進館的。

  就這樣忙碌了將近三個月的陶明閑了下來,和李為國一樣,焦急的等待檢測結果。
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