会议结束当晚,杨威没有回家。
他坐在办公室,把那页写着全套工艺推演的草稿纸,摊在灯下,反反复复看了三遍。
连续聚合、干喷湿纺、梯度氧化、双段碳化。
每一个节点,都精准得不像话。
搞了一辈子航空,他最清楚材料这条路有多苦。
国内被碳纤维卡脖子,不是一天两天,是整整十几年。多少人熬白了头发,一批批材料倒进去,烧出来全是废品。
可钟杳这页纸,像一把钥匙,把每一把锈死的锁,都捅开了。
他拨通电话:“屈院士,明天一早,材料组全体到齐。我们要连夜把t1000实验室制备方案立起来。”
电话那头,屈老沉默了几秒,声音带着兴奋的狠劲:“我们已经做好准备,明天准点儿开工。”
材料实验室里,第一炉试验,是在三天后清晨启动的。
钟杳站在操作台旁,看着原丝溶液被缓缓注入聚合釜,配方配比严格按照她推演的方案执行。
屈老带着材料组的工程师,死死盯着温度曲线,一刻不敢眨眼。
“聚合温度,稳定在68度,波动±0.5。”操作员报数。
“引发剂配比,已按方案精准投料。”
聚合釜里的液体,在恒温下缓缓流动。所有人都屏着呼吸,看着那根逐渐成形的聚合物丝束,从喷丝头里牵引出来。
第一缕碳纤维原丝,在灯光下泛着浅金色的光泽。
“成了?”有个年轻研究员忍不住小声问。
“别急。”屈老沉声道,“原丝只是第一步,后面还有预氧化、碳化,一环不过,全盘皆输。“”
原丝进入预氧化炉,温度梯度一点点升上去。
就在所有人以为一切顺利的时候——
“啪。“”
一声极轻的脆响。
预氧化炉出口,那根丝束,断了。
操作员脸色瞬间煞白:“丝断了!”
屈老猛地冲到炉前,看着断口处那截焦脆的纤维,眉头死死拧起。
实验室里,一片死寂。
“怎么断的?”他低声问。
“炉温梯度太陡了。”钟杳蹲下身,查看断口,“中温段到高温段的跨越,丝束内外氧化不均,外层已经碳化收缩,内层还没反应到位,张力一拉,就断了。”
她抬起头,语气平静:“是我方案里的温控梯度,还是定得激进了一点。收一收,中段多留一段缓冲。”
屈老看着她,本以为这个年轻人会受挫,没想到她已经,立时在冷静地分析下一次修正。
“改参数,重来。”屈老深吸一口气,“搞材料,没有一次成功的道理。这一炉,我们摸到了断点,就是进步。”
接下来半个月,实验室的灯,几乎没有灭过。
第二炉,预氧化过关,碳化段丝束又出现了表面微裂纹。
钟杳调整惰性气体流量:“碳化段氮气纯度不够,石墨化不充分,微裂纹是残留应力导致的。提高气体置换率,重新来。”
第三炉,碳化过关,可成品强度测试,只有预期值的八成。
“拉伸强度4.2Gpa,模量285Gpa。”测试员报数,声音带着欢喜的强调:“离t1000目标,还差一截,但是,已经超过t700的数据!”
钟工的研发,是没有问题的。
屈老盯着那组数据,眸中划过思索:“温度还是差一点。1380度这个点,压得还不够死。”
“是牵伸比的问题。”钟杳摇头,“碳化段的张力控制,和牵伸比没匹配好,晶粒取向度不够,强度就上不来。把牵伸比再提0.5%,试试。”
一炉,一炉,又一炉。
每一次失败,实践出真知,钟杳都能精准指出症结,给出下一次修正方向。
材料组从最初的将信将疑,到后来,所有人看她的眼神都变了。
她不像是在碰运气试错。
她像是脑海中已经锁定了目标,绘制出了一张完整的地图,一步步走回那个正确的终点。
“钟工,你怎么知道是牵伸比?”有个工程师忍不住问,“我们摸索这个参数,卡了两年。”
“计算,模拟!”钟杳手上的笔没停:
“晶体取向度决定强度,取向度靠牵伸拉出来。牵伸不够,取向度不够,强度上不去,这是材料学的底层逻辑。你们以前缺的不是勤奋,是没人把每一步的因果,串成一条完整的链。”
这话落在实验室里,让几个老工程师心头都震了一下。
他们不禁回想过去那几年。原丝纯度不够,就一遍遍换单体、换溶剂;纺丝易断,就一味加牵引力;
碳化不达标,就反复调温度。每一处都是单点死磕,从来没人把这些环节串起来想——原来原丝的纯度,会一路传导到成品强度上。
材料一直都是试错的天坑,现在,居然能直接计算方向,计算配比,计算工艺?
这也让他们,真真开眼了!
“我们以前,是拆开看每一颗螺丝。”屈老喃喃道,“可你这张图,是把整台机器,从头到尾连通了看。”
钟杳没有过多炫耀她的计算能力,只是低头继续在记录本上标注下一炉的参数。
第七炉,她修正了原丝的干燥温度,废料率又降了一截。
第九炉,她调整了预氧化炉的升温速率,丝束的色泽肉眼可见地均匀了一层。
第十二炉,成品强度第一次突破4.5Gpa。
测试间里爆出一阵欢呼,但钟杳看着数据,只是摇头:“还不够,t1000的门槛,在4.8以上。”
“慢慢来。“屈老拍拍她,“这个速度,已经是神速了。”
这才多久,对他们来说,每一次的数据提升,都是超速度了!
到了第十五炉,强度摸到4.7,模量314Gpa,距离目标只差一线。
所有人都在盼着第十六炉能直接冲过去。
可钟杳盯着那组数据,忽然眉头微蹙,放下笔,沉默了很久。
“怎么了?”屈老问。
“模量到了,但伸长率偏低。”钟杳说,“断裂伸长率只有1.6%,虽然还在合格线上,但有点擦边。用在战机主承力框上,韧性不能这么紧。”
“你连伸长率都盯?”屈老愣了一下,“这已经超出t1000的基础指标要求了。”
“战机用的东西,不能只看着标线做。适合的,才是最好的!”钟杳说,“飞机要扛的是反复的气动载荷,不是一根绳子的静态强度。韧性差一点,到了天上,就是裂纹源。宁可多耗一炉,也要把韧性补上来。”
精益求精,半点不能让步!
屈老看着她,一时说不出话。
搞材料搞了半辈子,他最清楚,能盯着“标准线之上”还要再补余量的年轻人,有多难得。
大多数人,指标够了就收手。
可这个女孩,心里装的是那架要上天的飞机,不是那张验收报告。
“改牵伸比,往回退0.3%,把伸长率养回来。“钟杳说,“强度会损失一点点,但韧性会好很多。值!”
第十七炉。
清晨六点,晨光还没透进实验室,所有人都围在碳化炉出口。
原丝经过预氧化,进入高温碳化段,1380度的炉膛里,惰性气体缓缓流淌。
钟杳站在控制台前,报出最后一组指令:“碳化段温度1380,牵伸比已修正。出丝速度,稳住。”
炉子另一头,一缕黑色的纤维,缓缓牵引而出。
它乌黑、笔直、泛着金属般的光泽,从收丝轮上一圈一圈缠绕过去,没有任何断裂、没有一丝毛刺。
整个实验室,静得只剩下机器运转的嗡鸣。
屈老亲手接过那卷成品,指尖微微颤抖,轻轻抚过那排黑色纤维,像抚摸一件珍宝。
“送去测试。“他的声音有点哑,“快。”
性能测试间,所有人屏住呼吸,看着仪器屏幕上的曲线一点点爬升。
拉伸强度:4.8Gpa。
弹性模量:324Gpa。
断裂伸长率:1.9%。
密度:1.81g/cm3。
每一项,都稳稳落在t1000级高性能碳纤维的标准线以上。
特别是那一栏“断裂伸长率1.9%”——钟杳盯着这个数,绷了几天的眉心,终于轻轻松开。
韧性和强度,这一炉,终于都要住了。
屏幕前的数字落定的一瞬间,实验室里安静了一秒。
然后——
“成了!!”
“我们的t1000!咱们自己造的t1000!“”
欢呼声像决堤一样炸开。
有人抱着同事跳起来,有人红了眼眶,有人冲到那卷碳纤维前,颤抖着用手一遍遍抚摸。