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(cr20fe18co15ni40hf4ta3,at.%)的精確配比,以及推荐的熔炼温度、冷却速率等关键工艺。
王磊接过单子,扫了一眼那陌生的尤其是hf和ta含量颇高的成分组合,嘴角微微抽动了一下,显然不太看好。
他嘆了口气,转身开始指挥,声音带著些无奈:“小张,去领料,按这个单子,精度到0.1克。小李,准备真空感应炉,设定程序————”
实验室的气氛变得有些微妙,学生们虽然按照指令动了起来,但动作间透著一股例行公事的味道,他们窃窃私语,討论著这个奇怪的成分会不会在熔炼过程中就出现严重偏析,或者最终性能根本达不到要求,白白浪费了昂贵的原料和宝贵的机时。
周昀將这一切看在眼里,但並不在意,他理解这种基於经验的怀疑,也知道唯有结果才能说服他们。
他安静地站在实验室一角,观察著学生们的操作流程,偶尔在王磊他们对某个参数不確定时,根据万象引擎的模擬细节给出准確的確认。
原料在高精度天平下被称量,投入坩堝中,真空炉门关闭,抽气声响起,隨著感应线圈通电,炉內开始升温,通过观察窗可以看到金属料逐渐熔化、混合、
在电磁搅拌下翻滚。
整个过程,周昀始终平静。而王磊和其他学生则紧张地盯著控制屏幕上的温度曲线和真空度读数,生怕出现任何紕漏—儘管不看好这个方案,但严谨的实验態度是科研人员的基本素养。
熔炼顺利完成,得到的合金锭被取出,经过初步的表面处理后,立刻被送往后续的制样和表徵环节。
当第一块经过初步拋光的样品被放到金相显微镜下时,负责观察的王磊突然“咦”了一声。他调整著焦距,脸上的表情从漫不经心变成了惊讶。
“怎么了师兄?”旁边的学生凑过来问。
“你们看————”王磊指著目镜,“这铸態组织出乎意料的均匀,没有看到明显的宏观偏析,晶粒也挺细。”
学生们互相看了看,眼神中多了几分认真,这与通常高hf、ta含量合金铸態组织往往较差的经验相悖的现象,不过真正的考验还在后续的涂层沉积、高温长时间时效以及苛刻的性能测试,但这第一步的顺利,无疑给这个方案,开了一个令人期待的好头。
不过王磊和学生们心里清楚,均匀的铸態组织只是万里长征第一步,距离满足严苛的1150°c/3000小时防护目標,还差得远。
真正的挑战在於后续的涂层製备和极端环境下的长期表现。
按照標准流程,熔炼好的合金锭被送往专门的加工区域,通过物理气相沉积设备,在准备好的镍基单晶高温合金基片上製备涂层。
这个过程同样严格遵循周的提供的工艺参数窗口。
一天后,第一批带著崭新涂层的样品製备完成,表徵工作紧锣密鼓地展开,当王磊將製备好的涂层样品放入高分辨扫描电镜后,他再次愣住了。旁边的学生们也围拢过来。
“这界面————”一个学生喃喃道。
在电镜图像上,涂层与基体之间的界面清晰、平直,未见明显的裂纹或孔洞。更令人惊讶的是,能谱线扫描显示,元素互扩散的跡象极其微弱,互扩散层的厚度远低於他们之前任何一款候选材料,甚至肉眼难以精確测量,完全达到了周昀报告中“控制在微米级以下”的预测。
再看晶界!”王磊调整放大倍数,聚焦於涂层本身的微观结构。在高倍镜下,他们清晰地观察到,在涂层的晶界处,均匀分布著极其细小的、纳米尺度的亮点。能谱定点分析確认,这些正是富集了hf和0的纳米氧化物颗粒!
“这就是报告里说的纳米级氧化物钉扎点”?”一个学生惊呼,“真的形成了!而且分布这么均匀!”
这与“万象”引擎的模擬和agi的机理阐释完全吻合。
x射线衍射分析结果很快出来。图谱显示,涂层主体为设计预期的y/y“相,並未检测到任何tcp相或其他有害相的衍射峰。相结构稳定性在第一关通过了初步检验。
虽然完整的3000小时长期时效实验需要数月时间,但实验室可以进行短时、
更高温度的加速氧化测试,作为初步筛选。
將涂层样品放入马弗炉中,在1250°c的静態空气中暴露了上百个小时。取出冷却后,学生们迫不及待地进行观察。
“氧化膜顏色均匀,呈浅灰色,没有看到绿色或其他的杂色(某些挥发性氧化物或复杂氧化物的特徵)。”
“附著性很好,急冷急热几次,没有看到明显的剥落或起皮现象!”
初步的氧化动力学测量也表明,氧化增重曲线非常平缓,意味著氧化膜生长缓慢,保护性良好。
这一连串的初步实验结果,一次又一次地衝击著王磊和学生们固有的认知。
每一个环节,无论是微观结构、元素分布,还是初步的性能表现,都与周的带来的那份报告中的预测高度一致,甚至比他们之前最好的结果还要出色。
“周老师,这————这到底是怎么算出来的?”王磊终於忍不住,在一次测试间隙,带著几分不好意思和强烈的求知慾问道,“我们试了那么多次,调整了那么多参数,都卡在互扩散和有害相析出上,您这一个配方,几乎把所有问题都解决了大半!”
周昀看著眼前这群態度一百八十度转变的年轻研究者,解释道:“万象引擎的优势在於,它不受限於已有的经验和有限的试错范围。
它能在庞大的成分和工艺空间中,系统性地搜索那些能够同时满足多种苛刻约束条件的最优解”,並且通过多尺度模擬,揭示其背后起作用的物理机制,我们不是靠运气,而是通过计算,穷举並筛选了理论上可行的路径。”
就在这时,实验室的门被猛地推开,风尘僕僕的李建平教授冲了进来。
“怎么样了?实验结果怎么样?
”
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