清晨的薄雾还没有散尽,启航新城材料研究所的二楼,气氛却已经凝固到了冰点。
几个穿着白大褂的研究员围在一台定向凝固炉前,脸上全是熬夜后的憔悴。
角落里,一个半人高的铁皮垃圾桶里面堆满了颜色灰暗的金属锭。
每一个,都代表着一次失败的尝试和数百块钱的成本。
陆先进背着手,死死地盯着真空室里那根缓缓冷却的金属棒。
“滴!”
随着一声刺耳的警报,设备停止了运转。
一个年轻的研究员小心翼翼地打开炉门,用长柄机械臂夹出那根还泛着暗红光泽的晶棒。
他甚至不用拿到显微镜下,只用肉眼就能看到晶棒表面那些不规则的纹路。
“又……又失败了。”
年轻研究员的声音带着颓然,手里的机械臂都在发抖。
“编号92。”
陆先进无奈的说道:
“记录,晶体取向偏离8度,出现孪晶界。”
说完,他从兜里摸出一包皱巴巴的大前门,抖了半天才抽出一根,点上火,猛吸了一口。
整个实验室里,一片死寂。
连续三个月的攻关,上百次实验,烧掉了数万经费,他们连一片合格的单晶叶片样品都没做出来。
这种持续的失败,比任何高强度的体力劳动都更消磨人的意志。
所有人心里都憋着一股劲,但这股劲,正在被现实一点点磨平。
“陆总工。”
一个年纪稍大的研究员走过来,压低声音说道:
“咱们这个思路,是不是有问题?
不管怎么调参数,温度、速度、梯度,结果都差不多,就像在一个死胡同里打转。”
陆先进吐出一口浓烟,烟雾模糊了他的表情。
“没问题,国外的技术路线就是这个,定向凝固,籽晶提拉,是咱们的工艺控制还不到家。”
话是这么说,但他自己心里也没底。
不到家?到底哪里出了问题?
他们已经把能想到的所有变量都试了一遍,结果就像是撞上了一堵看不见的墙。
就在这时,实验室的门被推开了。
韩栋走了进来,手里拿着一个牛皮纸文件袋。
实验室里所有人的动作都停了一下,然后又各自忙碌起来,只是气氛变得更加压抑。
韩栋没有打扰任何人,他走到那个装满废品的铁皮桶边,弯腰捡起一个失败的样品。
那是一个涡轮叶片形状的金属锭,表面粗糙,布满了细小的气孔和裂纹。
他用手指摩挲着上面的缺陷,然后走到了陆先进身边。
“陆总工,我看了昨晚的报告。”韩栋开口,声音很平静。
“韩总。”
陆先进把烟头摁在烟灰缸里。
“你们尝试把温度梯度从50K/cm提高到60K/cm,结果出现了热应力裂纹。”韩栋陈述着报告里的事实。
“没错韩总。”陆先进依旧无奈。
“然后又把提拉速度从1.5mm/min降到1.2mm/min,结果又出现了杂晶。”
陆先进终于忍不住了,他转过头说道:
“韩总,我确实辜负了您的期望。”
韩栋只是把手里的文件袋递了过去。
“我不是来追究责任的。我是来解决问题的。”
陆先进愣住了,他看着那个文件袋。
他解开文件袋的棉线,从里面抽出一叠A4纸,铺在旁边的实验台上。
纸上,没有图纸,没有报告,只有一行行密密麻麻的,手写的数学公式。
“陆总工,你来看看这个。”
陆先进皱着眉看着,其他几个研究员也好奇地围了上来。
“纳维斯托克斯方程,麦克斯韦方程组,这是……相场法?”
陆先进只看了一眼,就认出了这些公式的来头,他的脸上全是不可思议。
这些都是物理学最底层的理论,每一个都复杂无比。
他想不通,韩栋把这些东西拿来干什么。
这跟他们搞的金属凝固有什么关系?
“咱们现在的模拟方案,是错的。”
韩栋拿起一支笔,在空白的纸上画了一个简单的坩埚模型。
“你们团队一直把它当成一个纯粹的热传导问题来处理,只考虑了热量如何从液体传递到固体,然后通过控制提拉速度和温度梯度,来控制固液界面的移动速度。”
陆先进点了点头,这确实是他们现在的思路,也是全世界主流的思路。
“但却忽略了一个最关键的东西。”
韩栋的笔尖在代表熔融金属液的区域里画了几个旋转的箭头。
“对流。”
“对流?”一个年轻研究员下意识地问。
“对。”韩栋继续解释。
“在坩埚里,熔融的镍基合金不是静止的。
加热线圈的温度不可能是绝对均匀的,这就会导致液体内部出现密度差,从而产生浮力对流。
同时,液面和惰性气体接触的地方,表面张力也会因为温度不同而变化,这又会产生马兰戈尼对流。”
他顿了顿,给了众人消化的时间。
“你们用的是感应加热。
高频交变的电磁场,会在导电的金属液体里产生洛伦兹力。
这个力,会进一步搅动液体。