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430章 A1樣品


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更新時間:2018-08-14  作者:術小城
周雨安閉門思過去了,FASTER項目組在沈奇的帶領下三軍用命,眾志成城。

金屬塑料最早由科學院物理研究所發現并成功制備,沈奇從科學院占主任那里拿到了當時的關鍵資料。

資料顯示,當時物理研究所團隊也沒有太成熟的理論依據,他們不停的做實驗,終于在一次實驗中制得主要成分是鈰鋁銅的非晶金屬塑料。

最早誕生的產品最有創造性,但不見得是最好的,沈奇現在的工作相當于改良,他有一套自創的理論依據。

“根據沈奇4號定義,我認為選擇碳族元素中的金屬元素鍺、錫、鉛,摻雜進鈰鋁銅非晶體系是不錯的選擇。”沈奇提出了自己的想法。

在《凝聚態物理結構性綜述》一書中,作者沈奇創新性提出了一條普適性理論原則、一條相變基本規則、一個基礎數學物理方程以及一條微觀結構定義性描述。

為了方便在日常工作使用,物理學界將上述理論稱為沈奇1號原則、沈奇2號規則、沈奇3號方程、沈奇4號定義。

其中沈奇2號規則、沈奇3號方程已被物理界廣泛認可,寫入了教科書中,即沈奇相變規則、沈奇方程。

沈奇1號原則、沈奇4號定義尚在國際范圍內驗證,暫未成為標準理論依據。

外界雖未徹底承認沈奇1號原則、沈奇4號定義,但FASTER項目組內部率先認可這兩條凝聚態物理學理論。

沒有實踐檢驗的理論是空洞的,沒有理論指導的實踐是盲目的。

湯元說到:“在鍺、錫、鉛中,隨著原子序數的增大,正2氧化態的穩定性依次增加,正4氧化態的穩定性依次減小,ns2電子對隨n值增大而逐漸穩定,即所謂的惰性電子對效應。根據沈奇4號定義,轉化為凝聚態物理的語言,鍺、錫、鉛的加入,理論上將使新的試驗品的微觀結構呈現更緊密的局域結構,我贊同沈院士的觀點,改良工作以鈰基非晶為基礎,先從鍺、錫、鉛入手進行摻雜。”

項目組唯一的女研究員沈金寶搖搖頭:“我不同意,我認為需要繼續研究。”

這位女研究員也姓沈,是一位博士研究生,她之前跟的那個項目因為導師的問題被迫中止,她沒項目做了,沒項目做就畢不了業,于是沈金寶來到了沈奇的FASTER項目組。

“金寶師妹,那你認為應該從哪方面入手?”湯元已經博士畢業了,是沈金寶的師兄。

沈金寶長的不算漂亮,戴著眼鏡,屬于研究型的理工女,她說到:“鍺、錫、鉛在這個項目中不合適做摻雜,需要繼續研究。”

湯元追問:“往哪方面研究,你能不能說具體點?”

沈金寶:“這個需要進一步研究。”

“沈金寶,你說的不是廢話嗎?非常空洞啊,沒有任何干貨。”湯元喊沈金寶一聲師妹,但他從沒把沈金寶當女人看,他倆是好基友。

“哼。”楊定天看著沈金寶哼了一聲,他跟沈金寶同一年入學燕大物院,曾經都是學霸,現在同為博士研究生。

“楊定天你是哼哼怪嗎?有話直說,別哼哼唧唧的。”沈金寶望向楊定天,兩人早就認識,當年物院本科生學霸爭奪賽一戰,她輸給了楊定天。

“這么多年過去了,你,沒有什么進步。”楊定天不搭理沈金寶了,哼完之后自顧自的查閱資料。

“嘿,你們真有意思。”一直在觀望的沈奇發話了,他對沈金寶說到:“金寶,有想法可以提,我的團隊一向提倡學術自由,但你不能只否定,而不給出具體的否定意見,你說是吧?”

沈金寶點了點頭又搖頭道:“沈院士,我就是單純的認為,鍺、錫、鉛的元素特性不適合改良鈰基非晶的微觀屬性,理論上我不具備你的深度,無法反駁甚至推翻沈奇4號定義。我提出否定觀點,只是女人的直覺罷了。”

沈奇不能因為女人的直覺,而改變既定的科研方案,他指揮研究員們制備代號為A1的試驗樣品。

按照一定的成分配比,通過合金熔煉、母錠破碎、電磁感應加熱、高純氬氣保護熔化、急冷甩帶、電弧加熱等一系列復雜的實驗操作,項目組成功制得A1樣品。

樣品是個金屬小球,表面泛著銀灰色的金屬光澤,直徑為7毫米。

在獲取A1樣品后,為了確認是否形成非晶相,項目組采用X射線儀進行測試。

實驗室中安裝了特排管道,用于放射性物質、有害蒸汽物質的排放與回收,以確保實驗室環境與實驗人員的安全健康。

沈奇等人全副武裝,穿戴好一切防護用具,對A1樣品進行了檢測。

XRD結果顯示,A1樣品形成了典型的非晶相。

FASTER項目的首個金屬塑料樣品制備成功,大家挺開心的,在沈院士的帶領下,進度非常順利嘛。

A1樣品的主要成分是鈰鋁銅非晶,摻雜了一定量的鍺。

成分具體占比必須保密,這相當于配方,有科學價值的就是這玩意,值錢的也是這玩意。

A1樣品在室溫下的強度很高,擁有金屬的一切優良特性。

如果只是合成一塊成分復雜的金屬疙瘩,這不需要院士團隊來完成,鐵匠們就能做到。

金屬塑料的獨特之處在于,在溫度升高之時,它會進入一個新的形態,即過冷液體狀態。

非晶態向過冷液體的轉變,也就是通常所說的玻璃化轉變。

玻璃是人們非常熟悉的一種材料,加熱到特定溫度后,玻璃開始軟化,呈現出黏流態特性,可以隨意變形。

但玻璃在常溫下很脆弱,而非晶合金在常溫下等同于金屬。

物理學中的Tg通常用來描述玻璃的軟化點,Tg同樣用來描述金屬塑料的軟化點。

經沈奇團隊測試,A1樣品的Tg為78攝氏度。

也就是說加熱到78度時,A1樣品開始軟化,它由金屬變成了“塑料”。

沈奇團隊在開水中對A1樣品,這個金屬小球進行拉伸、壓縮、彎曲、壓印等各種塑性變形操作,他們壓印出一毛錢、五毛錢、一塊錢的人民幣硬幣圖案。

造幣是違法的,沈奇他們當然知道。

FASTER項目組造的不是真硬幣,壓印品的直徑小于真硬幣,圖案一模一樣。

沈奇他們利用科學知識,以A1金屬塑料樣品為材料,在78度的開水中成功壓印出縮小版的全套人民幣硬幣。

這非常有意義,這意味著可以通過較低的加工成本,在開水中制造任何形狀的金屬制品。

“耶!”

研究員們擊掌慶祝,項目取得了重大進展。

A1樣品推廣到現實中,具有怎樣的商業化意義呢?

就目前的實驗結果來看,A1樣品可以運用到汽車零部件的加工制造中。

這種金屬塑料的重量輕于傳統的汽車鋼板,可以用來取代一部分汽車金屬件。

汽車輕量化一直是汽車界的重要研究課題,不管是燒油的、充電的還是氫燃料電池汽車,整車質量降低,意味著能耗降低,對保護環境有積極作用。

金屬塑料加工成本極低,以后加工汽車金屬件也不用什么沖壓機了,開水里泡一泡,掰扯掰扯就好了呀。

制造成本降低意味著汽車售價越來越便宜,當然這是后話了,汽車以后賣多少錢一輛,不是沈奇他們操心的事情。

“沈金寶,看到沒有,摻雜鍺沒問題吧?”湯元說到。

沈金寶搖搖頭:“不能這么說,我認為還需要繼續研究。”

湯元白了沈金寶一眼:“你就是一搖頭寶寶,不行啊,不可以,不能這么說,還需要繼續研究……整天就是這個套路,干貨在哪里?”

沈金寶固執的說到:“還需要測試A1樣品納米微米加工尺度的各種參數。”

湯元:“這不廢話嗎,還用你說?”

“金寶說的沒錯,我覺得有點問題。”沈奇盯著XRD、DSC曲線、TTT曲線等各種數據看了良久,忽然皺起了眉頭,總覺得哪里不對勁。8)

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