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第183章 技惊四座(1 / 1)

他先是让万象系统性地学习李教授提供的所有失败案例数据,万象则象一位不知疲倦的侦探,从海量的xrd图谱、se图象和性能衰减曲线中,查找导致涂层最终失效的共性模式和潜在规律,是哪种元素在长期高温下过度扩散?是哪种微观结构缺陷成为了有害相析出的“温床”?抗氧化膜在哪个阶段开始变得不稳定?

在深刻理解了失败的根源后,周昀设置了清晰的目标函数和约束条件,并将其输入万象引擎。

万象引擎在强大算力的支撑下,激活了大规模的逆向设计流程,它不再局限于李教授团队之前探索的有限成分空间,而是在更广阔的元素组合,和虚拟工艺参数空间中进行探索。

数以万计的“虚拟涂层”在万象引擎中被“沉积”高温长时间“烘烤”。

引擎内部的多尺度模型动态地仿真着元素的互扩散、氧化膜的生长与破坏、

新相的形核与长大等关键过程。

强大的ai则实时评估每一个虚拟方案的性能,并根据目标进行筛选和引导性优化。

这个过程在现实中需要耗费数年、数千次实验,但在“万象”引擎中,仅仅持续了不到一周。

虽然看上去还是很久,但也已经非常短了。

一周后,周的的屏幕上出现了一份由ai生成的总结报告。

报告不仅给出了三种极具潜力的候选成分体系,还附带了推荐的沉积和热处理工艺窗口。

更令人惊叹的是,报告用仿真数据和可视化结果,深入阐释了这些候选材料为何能表现出色:

候选材料a:通过引入特定比例的hf和优化ai/ta比,在涂层/基体界面和涂层晶界形成了极其稳定的纳米级氧化物“钉扎点”,既显著抑制了ai元素的内氧化,又有效阻挡了基体元素的外扩散,将仿真的互扩散层厚度成功控制在目标范围内。

候选材料b:利用一种巧妙的成分梯度设计,靠近基体的部分成分更倾向于稳定,而表层的成分则最大化抗氧化能力,这种非平衡结构在“万象”的仿真中展现出卓越的长期相稳定性。

候选材料c:在保证抗氧化性的前提下,通过调整cr和re的含量,使其热膨胀系数与基体达到了近乎完美的匹配,极大降低了热应力导致剥落的风险。

所有候选材料都考虑了现有气相沉积工艺的可实现性,agi甚至仿真了在不同工艺参数波动下材料的鲁棒性,确保方案并非“纸上谈兵”。

周昀没有耽搁,整理好报告的内核内容,然后直接去了材料科学与工程学院的实验室。

按照李建平教授之前给的地址,找到了材料学院那间专注于高温涂层研究的实验室。

实验室里弥漫着一种特殊的气味,混合着金属、化学品和高温炉特有的气息。几个穿着白大褂、戴着护目镜的学生正在各自的操作台或设备前忙碌着。

周昀敲了敲开着的门,一个离门口最近、正在操作扫描电镜的男生抬起头,疑惑地看着这个陌生的访客。

“你好,我找李建平教授。”周昀说道。

“李老师上午去开一个紧急评审会了,估计得下午才能回来。”男生回答道,同时打量着周昀。

“是这样。李教授委托我做一些计算仿真方面的工作,关于新一代燃气轮机涂层材料的,现在有了一些初步结果,想跟李教授沟通一下后续验证的事情。”周的解释道,并简单说明了自己的身份和来意。

“计算仿真?新材料?”男生愣了一下,脸上露出些许诧异。

他叫王磊,是李教授手下的一名博士生,在这个课题上已经埋头苦干了两年多,对任何新方案都本能地持谨慎态度,尤其是来自一个非材料专业背景的人。

“周老师,您稍等。”王磊的态度客气但带着距离,“这个事我得先请示一下李老师。”他走到实验室相对安静的角落,拿出手机给李建平教授打电话。

电话接通后,王磊简要汇报了情况:“李老师,计算机学院的周昀老师来了,说关于涂层材电话那头,李教授似乎正在开会,背景音有些嘈杂,但听到料有了初步计算结果,想找您————”

电话那头,李教授似乎正在开会,背景音有些嘈杂,但听到周昀的名字,语气立刻变得急切:“周昀来了?有结果了?太好了!小王,你听着,我这边暂时脱不开身,需要几天才能回来,这些天,你全力配合周老师!

优先准备他推荐的成分,马上开始原料称量,安排熔炼,对,现在就做!我开完会马上回来!”

王磊挂了电话,脸上的表情更加复杂了。他没想到李老师会对这个“外行”的方案如此重视,甚至到了迫不及待的地步。

他走回周昀身边,语气依旧保持着客气,但眼神里的疑虑并未消散:“周老师,李老师让我们立刻开始准备您方案的实验。”

他这话声音不大,但实验室里其他几个学生也都听到了,纷纷停下了手中的工作,好奇地看向这边。

“王师兄,真的要做啊?”一个正在整理坩埚的女生小声嘀咕,脸上写满了不情愿,“又是哪来的新想法?我们之前的教训还不够多吗?高纯度hf和ta可不便宜,一次熔炼加表征,成本可不低————

李老师是不是太心急了点?”

他们更相信一次次亲手试错积累的经验,对一个凭空出现的“完美”配方,本能地持怀疑态度。

王磊皱了皱眉,他内心同样充满疑虑,但是在老师手底下这么久了,明白一个道理,老师让你做的,不管对不对,先做了再说,所以李教授的命令必须执行。

他看向周昀,伸出手:“周老师,配方和工艺参数————”

周昀将早已准备好的数据单递了过去,上面清淅地列出了候选材料a

(cr20fe1815ni40hf4ta3,at)的精确配比,以及推荐的熔炼温度、冷却速率等关键工艺。

王磊接过单子,扫了一眼那陌生的尤其是hf和ta含量颇高的成分组合,嘴角微微抽动了一下,显然不太看好。。小李,准备真空感应炉,设置程序————”

实验室的气氛变得有些微妙,学生们虽然按照指令动了起来,但动作间透着一股例行公事的味道,他们窃窃私语,讨论着这个奇怪的成分会不会在熔炼过程中就出现严重偏析,或者最终性能根本达不到要求,白白浪费了昂贵的原料和宝贵的机时。

周昀将这一切看在眼里,但并不在意,他理解这种基于经验的怀疑,也知道唯有结果才能说服他们。

他安静地站在实验室一角,观察着学生们的操作流程,偶尔在王磊他们对某个参数不确定时,根据万象引擎的仿真细节给出准确的确认。

原料在高精度天平下被称量,投入坩埚中,真空炉门关闭,抽气声响起,随着感应线圈通电,炉内开始升温,通过观察窗可以看到金属料逐渐熔化、混合、

在电磁搅拌下翻滚。

整个过程,周昀始终平静。而王磊和其他学生则紧张地盯着控制屏幕上的温度曲线和真空度读数,生怕出现任何纰漏—尽管不看好这个方案,但严谨的实验态度是科研人员的基本素养。

熔炼顺利完成,得到的合金锭被取出,经过初步的表面处理后,立刻被送往后续的制样和表征环节。

当第一块经过初步抛光的样品被放到金相显微镜下时,负责观察的王磊突然“咦”了一声。他调整着焦距,脸上的表情从漫不经心变成了惊讶。

“怎么了师兄?”旁边的学生凑过来问。

“你们看————”王磊指着目镜,“这铸态组织出乎意料的均匀,没有看到明显的宏观偏析,晶粒也挺细。”

学生们互相看了看,眼神中多了几分认真,这与通常高hf、ta含量合金铸态组织往往较差的经验相悖的现象,不过真正的考验还在后续的涂层沉积、高温长时间时效以及苛刻的性能测试,但这第一步的顺利,无疑给这个方案,开了一个令人期待的好头。

不过王磊和学生们心里清楚,均匀的铸态组织只是万里长征第一步,距离满足严苛的1150°c/3000小时防护目标,还差得远。

真正的挑战在于后续的涂层制备和极端环境下的长期表现。

按照标准流程,熔炼好的合金锭被送往专门的加工局域,通过物理气相沉积设备,在准备好的镍基单晶高温合金基片上制备涂层。

这个过程同样严格遵循周的提供的工艺参数窗口。

一天后,第一批带着崭新涂层的样品制备完成,表征工作紧锣密鼓地展开,当王磊将制备好的涂层样品放入高分辨扫描电镜后,他再次愣住了。旁边的学生们也围拢过来。

“这界面————”一个学生喃喃道。

在电镜图象上,涂层与基体之间的界面清淅、平直,未见明显的裂纹或孔洞。更令人惊讶的是,能谱线扫描显示,元素互扩散的迹象极其微弱,互扩散层的厚度远低于他们之前任何一款候选材料,甚至肉眼难以精确测量,完全达到了周昀报告中“控制在微米级以下”的预测。

再看晶界!”王磊调整放大倍数,聚焦于涂层本身的微观结构。在高倍镜下,他们清淅地观察到,在涂层的晶界处,均匀分布着极其细小的、纳米尺度的亮点。能谱定点分析确认,这些正是富集了hf和0的纳米氧化物颗粒!

“这就是报告里说的纳米级氧化物钉扎点”?”一个学生惊呼,“真的形成了!而且分布这么均匀!”

这与“万象”引擎的仿真和agi的机理阐释完全吻合。

x射线衍射分析结果很快出来。体为设计预期的y/y“相,并未检测到任何tcp相或其他有害相的衍射峰。相结构稳定性在第一关通过了初步检验。

虽然完整的3000小时长期时效实验需要数月时间,但实验室可以进行短时、

更高温度的加速氧化测试,作为初步筛选。

将涂层样品放入马弗炉中,在1250°c的静态空气中暴露了上百个小时。取出冷却后,学生们迫不及待地进行观察。

“氧化膜颜色均匀,呈浅灰色,没有看到绿色或其他的杂色(某些挥发性氧化物或复杂氧化物的特征)。”

“附着性很好,急冷急热几次,没有看到明显的剥落或起皮现象!”

初步的氧化动力学测量也表明,氧化增重曲线非常平缓,意味着氧化膜生长缓慢,保护性良好。

这一连串的初步实验结果,一次又一次地冲击着王磊和学生们固有的认知。

每一个环节,无论是微观结构、元素分布,还是初步的性能表现,都与周的带来的那份报告中的预测高度一致,甚至比他们之前最好的结果还要出色。

“周老师,这————这到底是怎么算出来的?”王磊终于忍不住,在一次测试间隙,带着几分不好意思和强烈的求知欲问道,“我们试了那么多次,调整了那么多参数,都卡在互扩散和有害相析出上,您这一个配方,几乎把所有问题都解决了大半!”

周昀看着眼前这群态度一百八十度转变的年轻研究者,解释道:“万象引擎的优势在于,它不受限于已有的经验和有限的试错范围。

它能在庞大的成分和工艺空间中,系统性地搜索那些能够同时满足多种苛刻约束条件的最优解”,并且通过多尺度仿真,揭示其背后起作用的物理机制,我们不是靠运气,而是通过计算,穷举并筛选了理论上可行的路径。”

就在这时,实验室的门被猛地推开,风尘仆仆的李建平教授冲了进来。

“怎么样了?实验结果怎么样?

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