当崇祯皇帝详细阐述蒸汽机原理,并特别强调“密封乃第一要务”时,他看到宋应星眉头紧锁,显然正在脑海中飞速思考着麻绳、皮革、软木等各种传统密封材料的局限性。
这些材料在高温高压的蒸汽面前,恐怕难以持久。
就在宋应星感到棘手之际,崇祯皇帝仿佛不经意间,又抛出了一把解决难题的关键钥匙。
他走到另一侧墙壁,那里悬挂着一幅略显粗糙的《山东莱州府矿产概略图》。
“爱卿为密封之事忧虑,朕深知此节至关紧要。寻常之物,确难当此任。”
崇祯的手指精准地点在地图上的一个位置——莱阳县南墅镇(注:明时莱阳属莱州府,南墅石墨矿闻名,但此时尚未大规模工业开采)。“
此地,蕴藏着一种天赐的灵物,或可解此难题。”
宋应星立刻趋前,专注聆听。
“此物名为石墨,色黑,有滑腻感,可书写作画(指铅笔芯前身),然其更可贵之处,在于耐高温、耐腐蚀,且自身有润滑之效。”崇祯缓缓道来,将其物理特性一一点明。
宋应星眼中一亮:“陛下是说,用此石墨粉末填充密封?”
“直接使用矿粉,效果恐不尽人意。”
崇祯摇摇头,开始透露更核心的加工技术,“需经过特殊工艺处理。朕将其构想告知于你,具体如何实现,需你与工匠反复试验。”
提纯,采出的石墨矿石,需先设法去除泥沙杂质,得到较为纯净的石墨。
插层与膨胀(此处崇祯避免使用过于现代的化学术语,而是描述现象)“……可将提纯后的石墨,与强酸等物共同处理,使其结构变得疏松,体积迅速膨胀数十上百倍,变成一种蠕虫状的蓬松物质,朕称之为‘膨胀石墨’。”
他用手比划着体积增大的效果。
压延成材,“将此膨胀石墨,如同造纸一般,用重器碾压成薄薄的片状,或填入模具压制成型,便可得到质地柔软、富有弹性、且能耐受极高温度的柔性石墨材。”
“朕以为,此物用作活塞与气缸之间的密封垫片,或是阀门处的密封,最为理想不过。”
宋应星听得心驰神往!
陛下不仅提出了惊世骇俗的蒸汽机原理,竟然连最关键的材料难题,也早已备好了如此精妙的解决方案!
这已不是简单的“天启”或“托梦”能解释的了,在宋应星心中,当今天子简直是生而知之的“格物之神”!
“陛下……真乃天纵奇才!臣……臣万万没想到,竟有如此妙物,如此巧法!”
宋应星的声音充满了敬佩与震撼,“若得此柔性石墨,密封难题可望迎刃而解!这莱阳南墅之矿,实乃天助大明!”
崇祯点点头,神色严肃地叮嘱:“此事亦需保密。朕会立即下令,将南墅石墨矿区划为官矿,由工部直接管辖,派可靠之人及影卫看守开采。”
“所有矿石开采、运输、加工,皆需在严密监控下进行。”
“你组建的研发团队中,需分出一组精干人手,专门负责根据朕所说的工艺,试验这柔性石墨的制法。”
“此乃与蒸汽机本体研发同等重要之事!”
“臣明白!”宋应星激动地应下,“材料乃工技之本!有了陛下指引的明路,臣必尽快试制出合格的柔性石墨,绝不让此环节拖累蒸汽机大计!”
这样一来,蒸汽机的研发路径变得异常清晰,一边由宋应星主导核心机械结构的设计与铸造,另一边同步启动关键密封材料——柔性石墨的采矿与加工技术攻关。
两条线并进,极大地增加了一年内成功的可能性。
崇祯的这一指示,再次展现了其知识的“深不可测”。
在宋应星看来,皇帝不仅胸怀宏图大略,更对实现这宏图所需的微观技术细节了如指掌。
这种“上帝视角”般的指导,让宋应星对完成这项看似不可能的任务,充满了前所未有的信心。
他带着更为具体的任务和更加昂扬的斗志离开了启明堂,脑海中已经开始规划如何派人前往莱阳,如何搭建试验性的石墨处理作坊。
大明工业化的火种,不仅点燃了蒸汽机的锅炉,也点燃了新材料革命的引信。