陈奕回到研究院时,已经是上午十点半。
车子刚在主楼前停下,他推门下车,就看到孙立正从材料研究所的方向快步走过来,手里还拿着一叠数据报告,眉头紧锁。
“奕哥!”
孙立看到他,眼睛一亮,几乎是跑过来的,
“你回来的正好,我有急事找你。”
“怎么了?”
陈奕停下脚步,“聚变堆那边出问题了?”
“不是羲和,是金乌。”
孙立把报告递给他,语速很快,
“关于聚变引擎主体结构材料的问题。靳院士和秦璐那边磁场方案推进得很快,但我们材料组卡住了。”
陈奕接过报告,一边翻看一边往材料研究所走:
“主体结构……不是计划用和羲和堆一样的改性低活马氏体钢吗?纳米氧化物弥散强化,性能应该够用。”
“性能是够,但重量不行。”
孙立摇头,跟在他身边,
“奕哥,金乌是空天级推进系统,追求的是极致的推重比。就算我们用纳米技术在内部形成更稳定的强化相,能把抗辐照性能提升三倍,但密度摆在那儿,马氏体钢再怎么改,也是钢。”
他指着报告上的一行数据:
“按照靳院士团队最新计算,如果主体结构用钢,整个引擎的本体重量会超过设计上限40%。推重比根本达不到空天飞行的要求。”
陈奕脚步顿了顿。
他当然明白这个数字意味着什么。
推重比上不去,所谓“一小时到达全球任何角落”就是空谈。
“走,去实验室。”
陈奕把报告合上,加快了脚步,“路上说。”
“具体卡在哪儿了?”
“轻量化,和极端耐高温性的平衡。”
孙立说,“聚变引擎的工作温度远超传统航空发动机,第一壁附近的瞬时温度可能超过3000摄氏度。我们试了几种高温合金,要么重量超标,要么高温强度不够。”
他顿了顿:
“田老这几天带着团队做了十七组对比实验,最好的结果也只达到理论要求的70%。”
陈奕没说话,一边走路一边在脑海中快速检索着科技树。
陈奕的眼睛忽然亮了。
“碳化硅纤维增强碳化硅复合材料。”
他脱口而出,
“理论耐温可以达到1.2亿摄氏度,密度只有钢的三分之一。”
孙立愣了一下:
“这个……田老团队考虑过。但问题在于脆性。碳化硅断裂韧性太低,稍微有点应力集中就裂。而且成型工艺复杂,大型构件的连接更是难题。”
“那是传统思路。”陈奕已经走进了材料研究所的主楼。
走到会议室门口时,隔着玻璃门就能看到里面坐满了人。
所有人围在会议桌旁,白板上画满了结构图和化学式,气氛凝重。
陈奕推门进去。
“陈院长?”
坐在主位的田梦雨院士最先看到他,站起身。
这位七十多岁的老太太是材料学界的泰斗,但此刻脸上写满了疲惫和焦虑,
“你来的正好,孙所长应该跟你说了吧?主体材料这个坎儿……”
“田老,我刚听孙立说了。”
陈奕走到会议桌前,很自然地拉过一把空椅子坐下,“关于碳化硅复合材料,我有个想法。”
会议室里所有人的目光都集中在他身上。
田梦雨推了推老花镜:
“陈院长,SiC我们反复论证过。脆性是致命伤,聚变引擎要承受剧烈的热震和机械振动,脆性材料根本撑不住。”
“所以要在界面上做文章。”
陈奕说着,随手从桌上拿过一张草稿纸,又抽了支笔。
他在纸上快速画了个示意图,一条纤维,外面包裹着一层极薄的涂层。
“田老,您看,”
陈奕把纸转向田梦雨,“如果我们能在碳化硅纤维的表面,沉积一层纳米级厚度的热解碳,或者氮化硼界面层……”
她接过那张纸,凑近了看。周围几个院士也围了过来。
“界面层……”
田梦雨喃喃道,“你的意思是,在纤维和基体之间,加一层润滑剂?”
“对。”
陈奕点头,“这层界面要足够薄,不能影响整体性能,但要能在外力作用下发生可控的滑移。这样当裂纹在基体中扩展、遇到纤维时,”
他拿起笔,在图上画了几条波浪线:
“裂纹不会直接切断纤维,而是会迫使纤维从基体中拔出。这个拔出过程需要消耗大量能量,材料的断裂模式就会从脆性的瞬间断裂,转变为韧性的渐进破坏。”
会议室里安静了几秒。
然后,一位坐在角落里的老院士猛地拍了下桌子:
“妙啊!”
所有人都看向他。
“老张?”田梦雨问。
“田老,您想,”
张院士激动地站起来,走到白板前,
“传统的SiC为什么脆?因为纤维和基体结合得太死,一裂就全裂。但如果中间有这层界面……”
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