老陈的团队,用电子束蒸发镀膜机,成功制备出了第一块真正的梯度功能材料样品——
从表面的纯陶瓷,到内部的纯金属,成分连续变化,界面完全消失。
测试结果令人震惊:
几乎同时,小张的主动热防护原理样机也测试成功。
在模拟的极端热流条件下,系统成功监测到局部过热,自动注入微量冷却剂。
“控制精度和响应速度都达标。”小张的报告简短有力,“可以进入工程样机阶段。”
温卿看着两份报告,心中涌起复杂的情绪。
半年的日夜奋战,无数次的失败与重来,终于看到了曙光。
晚上,她独自来到实验室。
那块梯度材料样品在灯光下泛着奇异的光泽——不是单一的颜色,而是一种渐变的、流动般的光彩,仿佛有生命。
她轻轻触摸样品表面,光滑而坚硬,感受不到任何界面。
这不仅仅是一块材料,更是一种全新的理念的实体化——不是对抗,而是融合;不是分割,而是连续。
正如她选择的这条科研之路:
不是正面强攻,而是迂回包抄;不是闭门造车,而是开放合作。
梯度材料样品制备成功的喜悦只持续了三天,就被新的难题冲淡了。
小张把主动热防护系统的详细设计图铺在温卿桌上时,眉头拧成了疙瘩:
“温组长,我们遇到了一个几乎无法解决的问题——微通道加工。”
温卿接过图纸。
设计很精巧:在弹头防热层内部,布设一个三维的微通道网络。
冷却剂从中心储罐流出,通过主干通道分配到各个支路,在需要冷却的区域通过微孔渗出,形成气膜隔热。
通道尺寸要求极其苛刻:
主干通道直径05毫米,支路通道02毫米,最末梢的渗出孔只有50微米——差不多是人类头发丝的直径。
“这样的精度,以我们现有的加工能力……”小张没说完,但意思很清楚。
温卿召集团队开紧急会议。
老陈从材料组赶来,听完问题直接摇头:
“02毫米的通道?还要在梯度材料里加工?不可能。
我们最好的钻头直径是1毫米,再小就断了。而且梯度材料硬度高,钻小孔百分百断钻头。”
刘大姐从工艺角度分析:
“就算能钻,这么小的孔,钻深了钻头会偏,精度根本无法保证。而且通道不是直线,有弯曲、有分叉,这怎么加工?”
会议室里气氛凝重。
主动热防护系统的核心就是这个微通道网络,如果加工不出来,整个方案就成了纸上谈兵。
“国外是怎么做的?”有人问。
温卿调出有限的资料:
“美丽国用的是电火花加工和激光钻孔,精度能达到微米级。倭国在研究超声振动辅助加工。苏国……资料不全,但肯定有特殊工艺。”
“这些设备,我们都没有。”
老陈苦笑,“就算有图纸,也造不出来。电火花机床的关键部件——高频脉冲电源,被禁运。
激光器……我们最好的激光器功率不够,聚焦精度也差。”
又是一道封锁之墙。
温卿盯着那些微通道的图纸,脑海中飞速运转。
末世时,她见过更精密的微加工技术——纳米压印、聚焦离子束、双光子聚合……但这些技术在这个时代连概念都还没有。
必须找到一条符合这个时代技术水平的路线。
她突然想起一件事:
在彩色电视显像管的生产中,需要制作精密的荫罩板——那是一种薄钢板上打满微孔的结构,用于分离三原色。
荫罩板的孔距只有零点几毫米,精度要求极高。
“荫罩板是怎么加工的?”她问。
刘大姐想了想:“好像是化学蚀刻。在钢板上涂光刻胶,曝光显影出图案,然后用酸液蚀刻出孔洞。”
化学蚀刻!温卿眼睛一亮。
“如果我们可以用化学蚀刻在材料表面加工出浅槽,然后再把多层材料键合在一起,不就形成了内部通道吗?”
她快速画出草图。
老陈立刻指出问题:
“第一,蚀刻是各向同性的,会向侧向腐蚀,导致通道尺寸不准。
第二,蚀刻深度有限,一般只能做到材料厚度的三分之一。
第三,多层键合需要完美的平面度和洁净度,否则会有缝隙。”
问题一个接一个,但温卿的思路已经打开。
“各向同性蚀刻的问题,可以用‘掩模补偿’解决。”
她在草图上标注,“设计掩模图案时,预先考虑侧向腐蚀量,让实际蚀刻出的尺寸符合要求。”
“蚀刻深度问题……”她思考片刻。
“我们可以用‘台阶蚀刻’——先蚀刻出浅槽,然后在槽底再涂胶、再曝光、再蚀刻,多次循环增加深度。”
“至于多层键合,”温卿看向刘大姐。
“我记得你们材料组研究过扩散焊接?就是在高温高压下,让材料原子相互扩散,实现无中间层的直接键合。”
刘大姐点头:“是研究过,但成功率不高,而且对表面平整度要求极高。”
“那就提高平整度。”温卿下定决心。
“我们设计专用的抛光夹具,用最细的金刚石研磨膏,人工一点点磨。一层磨好了再磨下一层,十层材料就磨十次。”
这个方案听起来简单,但工作量巨大,而且对操作者的耐心和手艺是极大考验。
小张算了算:“如果每层材料厚度05毫米,十层就是5毫米。每层需要磨到表面粗糙度小于01微米……这得磨到什么时候?”