做的是让下一代高超声速飞行器飞起来的发动机的核心领域——热障涂层!
不过他高兴了不到一秒,又叹了口气。
四轮筛选500多组成分配方,每一组都是真金白银的砸下去的,现在全部失败了。
他现在的压力已经很大了,就在他想要去冲一杯咖啡,将心里的烦躁压下去的时候,办公室的门突然被推开了。
安德鲁甚至没有敲门,就直接冲了进来,他脸涨得通红。
“教授,成了!我们成了!”
柯林斯当然知道他说的什么,于是猛地从椅子上站了起来。
“你确定?”
安德鲁深深地吸了一口气,然后说道。
“确定,我确定”
“刚才我们在实验室跑了三遍,第五轮筛选的第23号样品(La0.4Yb0.3Gd0.3)2(Zr0.85Ta0.15)2O7,梯度复合结构。”
“热导率0.95,在目标区间内。”
“热膨胀系数10.8×10?6/K,和基体的失配量在可接受范围内。”
“相稳定性通过了1500摄氏度/200小时的加速老化测试,没有检测到单斜相变。”
柯林斯听到这里,呼吸也变得急促。
“那断裂韧性呢?”
安德鲁的表情稍微收敛了一点。
“1.2 MPa·m^(1/2)。”
1.2?这倒是比上一轮的0.9好上了不少,但距离最理想的1.5以上还有差距。
断裂韧性在热障涂层里,是决定涂层在反复热循环中抵抗裂纹扩展的能力。
如果只有1.2的话,涂层在正常工作情况下是可以安全运行的。
但发动机如果推到极限,比如持续高马赫数的巡航,那涂层的寿命就会短很多。
不过,1.2已经是人类目前在下一代热障涂层材料上能做到的最好结果了。
柯林斯终于露出了笑容。
“华夏,你们还是落后我们一步!”
说完这句话,他快步走向了门口。
“走,我要亲自到实验室再测一遍。”
第505章 自由美利坚,人类的灯塔
科学岛,老张将黑色轿车停在了实验楼的门口。
李东带着林毅找到了陈先辉院士。
简单的介绍过后,陈先辉看着林毅说道。
“苏黎世联邦理工的,挺不错。”
林毅此时有点紧张,毕竟站在自己面前的可是一个院士,所以他只能规规矩矩叫了一声陈院士好。
李东也没有和陈先辉寒暄太久,而是直接问道。
“陈院士,这两天的情况怎么样了?”
陈先辉摇了摇头。
“还是一样的,又做了两批XRD,超结构峰还是没有消失。”
“我现在有点怀疑的是……1400度固相合成这条路可能真的从根子上就走不通。”
李东点了点头,也没有因为陈先辉否定他的合成路径而生气。
“您继续。”
陈先辉走到白板前,随手抓起一支记号笔。
“你设计的这个体系,三种系统离子的半径差异确实落在了最佳的散射窗口里。”
“但正是因为它们的半径不一样,所以在高温固相反应用过程中,半径大的Nd3+和半径小的Gd3+就有了按大小排队的热力学驱动力。”
“1400度烧结六小时,给了离子充分的扩散时间,Sm3+居中,Nd3+和Gd3+分居两侧,三种离子就这么自发地形成了短程有序的超结构。”
“所以我们也试过降温到1300度,甚至1250度。”
“可是温度太低的话,固溶反应就不完全了。”
“连烧绿石相都做不纯。”
李东听完了以后,想了想。
陈先辉院士的分析确实很准确。
问题应该就是出在了合成工艺和材料本身热力学之间的矛盾上。
但解决方案呢?
李东一时间也没有答案。
就在这个时候,一直站在旁边的林毅突然开口了。
“陈院士、李东教授,我有一个问题可能有点外行。”
李东看了他一眼。
“说。”
“我刚才听了一下,你们是不是一直在用固相反应来做这个材料?就是把粉末混合以后高温烧结?”
陈先辉点了点头。
“对,这是烧绿石型氧化物陶瓷最常见的制作方法。”
林毅想了想,然后有些不确定地说道。
“是这样的,我在做笼目晶格材料的时候,也遇到过类似的问题。
“在我们研究的体系里,自旋有时候会自发的从无序态跌到有序态,这样就会破坏掉量子自旋液体的基态。”
“但我们的处理方法一般不是去控制温度高低,而是在晶格中引入几何阻挫,让自旋就算想排队也排不起来。”
他说到这里的时候,李东已经愣住了。
倒不是说林毅刚才说的这个思路对他们现在的工作有什么决定性的启发,而是……
林毅刚才那句,不给离子排队的机会。
让李东终于知道自己在和林毅打电话的时候,那个一闪而逝的东西是什么了。
李东的思维沙盘给出的合成路径,本质上就是将他所有已经掌握的知识进行排列组合,最后筛选出来最优解。
但因为他的逻辑属性太低,只有0.7。
所以沙盘给出的信息并不完整,它只给了最终的材料配方和预估性能。
并没有标注是由哪些知识组合而成的。
所以李东一直以来也就以为,这个热涂层材料的合成路径和超导方向的知识无关。
但他忽略了一个事。
沙盘不管材料的最终用途是什么,它只管用你脑子里所有能用的知识来搭建最优路径。
而他脑子里关于超导的知识可不只有铜基、铁基、镍基这些。
还有林毅在SIYSS研讨会上讲的笼目晶格量子自旋液体涌现出超导的课题。
这个课题里可包含着(Sm0.5Nd0.2Gd0.3)2Zr2O7合成成功的方法。
之前林毅给他打电话的时候,李东就感觉到有什么东西一闪而过了。
但这个时候他的逻辑属性受损,所以没能联想到。
而现在林毅的这一句话,终于让他知道这个实验为什么失败了。
思维沙盘给出的配方是对的。
但它没有给出不能让离子排队这个约束条件。
所以,正确的方法不是去阻止离子排队,而是让排队根本来不及发生。
因此之前实验里一直用的高温固相反应是不行的,得改用共沉淀法。
李东想通这一点以后,突然笑了。
他看着林毅说道。
“你要暴富了。”
林毅:???
林毅完全不明白李东在说什么,怎么就要暴富了?
李东也没去管他,而是冲着陈先辉说道。
“陈院士,我知道问题出在哪了。”
陈先辉此时还没有反应过来,倒不是说他的水平不如李东,而是这个配方本来就是由李东提出的。
所以对配方的了解上,他肯定是不如李东深刻。
陈先辉听他这么说,连忙问道。
“问题出在哪?”
“问题出在我们一直在用固相反应。”
“一般情况下烧绿石型氧化物陶瓷的制作就是需要用到固相反应,但我这个体系它不一样。”
“高温固相合成给了离子足够的能量和时间去完成有序化。”
“所以在这个体系里,只要我们用固相反应,那一定会失败。”
陈先辉听到这,眉头皱了皱。
那如果不走高温固相,那我们走什么呢?
“走共沉淀法制备前驱体!”
李东斩钉截铁的说道。
“我们让三种稀土离子先在溶液里实现原子级的混合,然后再同步沉淀为纳米级氢氧化物作为前驱体。”
……略
“这样离子的排列,就完全取决于溶液中的化学环境了。”
“自然固态扩散也就不会出现了,没有了固态扩散,那自然就不可能有序化了。”
李东说到这里,陈先辉此时也反应了过来。
“原来如此!”
凭他的学识,自然也知道李东是受到了站在旁边一脸茫然的林毅的启发。
于是他感叹道。
“你有一个好学生啊。”
一个刚毕业的本科生,靠着自己在超导方向上的思维习惯,无意间给出了一个让两位顶尖科学家都卡了将近一个星期的提示。
这种跨领域的直觉,可不是一般人能有的。
林毅现在还是懵逼的。
刚才他只是说了下自己笼目材料里的几何阻搓概念。
和李东讲的什么共沉淀呐、急冷淬火啊,完全不是一回事啊。
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