第156章 材料学的挑战(1 / 2)

龙巢基地材料实验室的灯光彻夜未熄。张飞站在中央试验台前,手中拿着一块刚刚完成涂覆测试的样品板,眉头紧锁。样品板表面的隐身涂层在特定角度下显现出细微的色差,这在普通人眼中几乎无法察觉,但在张飞看来却是个大问题。

第七次失败了。林沐瑶记录着实验数据,声音里带着些许沮丧,温度控制在正负0.5摄氏度,湿度控制在百分之四十五,涂覆速度也严格按照标准流程,可还是出现了不均匀现象。

张飞没有立即回应,而是将样品板放在电子显微镜下仔细观察。放大五千倍后,可以清晰地看到涂层内部的纳米结构存在微小的排列紊乱。

问题不在工艺参数。张飞终于开口,在于材料本身的流变特性。

他调出材料的分子结构模拟图,手指在几个关键节点上轻轻一点:看到没有?这些支链结构在涂覆过程中会产生相互纠缠,导致流动性下降。

安国邦端着夜宵走进实验室,看到众人凝重的表情,小心翼翼地问:还是不行吗?

小问题。张飞接过夜宵,咬了一口包子,给我半个小时,我能解决。

这句话让实验室里的研究人员都愣住了。他们已经连续工作了十八个小时,尝试了各种方案,都没能解决这个难题。而现在张飞却说只要半个小时?

张飞快速吃完夜宵,然后开始在电脑上重新设计材料配方。他的手指在键盘上飞舞,屏幕上不断闪现出复杂的化学式和分子结构图。

传统的纳米吸波材料大多采用铁氧体基材,张飞一边操作一边解释,但铁氧体的密度太大,不适合大面积涂覆。

他调出一个全新的分子结构:我准备采用多孔碳基材料作为骨架,然后在孔隙中嵌入特定尺寸的磁性纳米颗粒。

林沐瑶立即明白了这个设计的精妙之处:这样既能保证吸波性能,又能大幅降低密度!但是...如何控制纳米颗粒的均匀分布?

利用电场导向。张飞调出另一个模拟图,在涂覆过程中施加特定频率的交变电场,让纳米颗粒自动排列成最优结构。

这个想法让在场的材料专家们都感到震惊。利用电场来控制纳米颗粒排列,这听起来简单,实际操作起来却需要极其精密的控制。

交变电场的频率和强度必须与材料特性完美匹配,一位老研究员提出疑虑,任何微小偏差都可能导致排列失败。

所以我们需要一个智能调控系统。张飞在设计中加入了一个反馈控制模块,实时监测涂覆状态,自动调整电场参数。

完成设计后,张飞立即安排试制新的材料样品。实验室里的气氛顿时紧张起来,每个人都屏息凝神地关注着制备过程的每一个环节。

新材料制备需要经过十二道工序,每道工序都要严格控制。张飞亲自监督着每个步骤,时不时调整一些细节参数。

第三工序的升温速率再降低百分之五。张飞盯着反应釜的温度曲线说道,这样可以让碳基骨架的形成更均匀。

操作人员立即执行指令。令人惊讶的是,仅仅这个微小的调整,就让反应过程中的温度波动范围缩小了三分之一。

神奇...一位年轻的研究员小声感叹,张总工是怎么发现这个问题的?

张飞头也不回地回答:经验。看多了就知道什么时候该快,什么时候该慢。

三个小时后,第一批新材料终于制备完成。当银灰色的粉末从反应釜中取出时,所有人都围了上来。

取样测试。张飞命令道。

测试结果令人振奋。新材料的密度只有传统铁氧体材料的三分之一,而吸波性能却提升了百分之二十。

太好了!实验室里响起一片欢呼声。

但张飞的考验才刚刚开始。接下来要进行的是涂覆工艺测试,这才是真正的难关。

张飞设计了一套全新的自动化涂覆设备。与传统喷涂设备不同,这套设备采用了多级电场导向系统,能够在涂覆过程中精确控制材料的分布。

第一次测试开始。机械臂携带着涂覆头在样品板上方匀速移动,银灰色的材料均匀地覆盖在板面上。然而,当涂覆头转向时,边缘处还是出现了轻微的材料堆积。

转向速度过快。张飞立即发现问题所在,降低转向速率,同时提高该位置的电场强度。

调整后的第二次测试效果明显改善,但在板材的四角仍然存在厚度不均的问题。

角落效应。林沐瑶分析道,电场在尖角处会自然增强,导致材料过度聚集。

张飞思考片刻,提出了一个巧妙的解决方案:为什么不改变板材的设计呢?把所有直角都改成圆角。

这个建议让所有人都愣住了。舰艇结构设计中确实存在很多直角,但如果为了涂覆工艺而改变舰体设计,这听起来有些本末倒置。

不只是为了涂覆工艺。张飞调出流体力学模拟图,圆角设计还能降低航行阻力,提高隐身性能。这是一举两得。

他立即联系舰艇设计部门,提出了这个修改建议。令人意外的是,海军方面在评估后,很快就同意了这项改动。

他们说早就想改成圆角设计了,只是担心施工难度。安国邦汇报着通讯结果,现在有我们的新技术支持,正好可以实施。

解决了结构问题后,张飞继续优化涂覆工艺。经过数十次试验,他们终于找到了一组完美的参数组合。

温度25摄氏度,湿度百分之五十,涂覆速度每秒0.5米,电场频率1000赫兹...林沐瑶记录着最终确定的工艺参数,这些条件必须在整个涂覆过程中保持稳定。

这就需要改造整个涂覆车间。张飞调出车间设计图,现有的温控和湿度控制系统精度不够。

改造工程立即启动。张飞亲自设计了新的环境控制系统,采用了多重备份和智能调节技术,能够将车间内的环境参数波动控制在极小的范围内。

温度波动不超过正负0.1度,湿度波动不超过百分之二。环境工程师看着新系统的性能指标,连连赞叹,这精度都快赶上精密仪器实验室了!

张飞却认为这是基本要求:隐身涂层的性能直接关系到舰艇的生存能力,再怎么严格都不为过。

在环境控制系统改造的同时,张飞还在思考另一个问题:如何在海洋环境下保持涂层的长期稳定性。