第31章我们要让国际同行看看，中国的精密机械研究，达到什么水平了！ (第1/2页)

第一次计算进行了整整两天两夜。
　　
　　DJS-130计算机一直在嗡鸣，成了实验室不变的背景音。
　　
　　第三天是周日。
　　
　　上午沈一鸣临时有事，实验室里只剩下三位学生。
　　
　　窗外，梧桐树冒出了嫩芽，新绿点点。三月的阳光透过玻璃窗照进来，在水泥地上投出明亮的光斑。
　　
　　可实验室里的气氛，却绷得很紧。
　　
　　李雪梅从电传打字机上撕下最新一轮的输出纸带，铺在工作台上，和周伟一起核对。
　　
　　两人的眉头越皱越紧。
　　
　　“怀民，你来看看。”李雪梅抬起头，朝正在整理数据的陆怀民招了招手。
　　
　　陆怀民放下笔记本走过去。这几天泡在实验室里，他对整个课题的脉络已经摸清了。
　　
　　“计算结果怎么样？”陆怀民问。
　　
　　李雪梅摇摇头，把一叠输出纸带推过来：
　　
　　“不太理想。材料参数调了三次，补偿效果还是不稳定。你看这儿——”
　　
　　她指着纸带上的一行数据：
　　
　　“温度梯度超过三十五度，补偿结构的反向作用会出现突变，有时反而加剧局部变形。”
　　
　　周伟在一旁补充，声音里透着些许疲惫：
　　
　　“薄片排列方式试了三种，结果差不多。界面处的应力集中问题，比预想更棘手。”
　　
　　陆怀民凑过去看那些密密麻麻的数字。
　　
　　很快这连串的数字在他脑中重组成像：高温区泛红，低温区透蓝，应力集中处结成深斑，一切都清晰起来。
　　
　　“应该是界面应力集中导致的。”陆怀民思索片刻后说，“C-7材料和LC4的热膨胀系数差太大，在高温梯度下，界面处的剪切应力超过了结合强度。”
　　
　　李雪梅惊讶地看了他一眼。
　　
　　这问题她和周伟刚刚讨论了好一会儿才初步确定，这个入学不到一个月的师弟，竟一眼点破。
　　
　　周伟也抬起头，推了推眼镜：“我们也是这个判断。可怎么解决？材料性能是固定的，总不能……”
　　
　　“那怎么办？”李雪梅脱口问。
　　
　　话出口才发觉，自己竟在向一个刚入学的本科生讨教办法。
　　
　　陆怀民想了想，他站起身，走到黑板前，擦出一块干净区域。
　　
　　随后他画了一个简化的界面模型，标注了温度、材料属性、几何参数。
　　
　　“我觉得，我们不能只考虑宏观的热膨胀系数差，”陆怀民边画边说，粉笔沙沙划过黑板：
　　
　　“还要考虑微观的。C-7是硅铝复合材料，本质上是由硅颗粒增强的铝基体。在高温下，硅颗粒和铝基体的热膨胀行为不同，会产生微应力。”
　　
　　李雪梅和周伟都站了起来，走到黑板前。
　　
　　“这些微应力在界面积累，”陆怀民用粉笔在界面处画出一片密集的箭头，“当温度梯度足够大时，就会引发局部塑性变形，甚至微裂纹。因此我觉得，咱们可以尝试在这中间设计一个过渡层。”
　　
　　“过渡层？”周伟若有所思。
　　
　　“对。”陆怀民在黑板上画出三层结构，最内层是C-7，最外层是LC4，中间则是一层逐渐过渡的区域：
　　
　　“在C-7和LC4之间，加入一层梯度功能材料。它的热膨胀系数从内到外连续变化，从接近C-7的值渐变到接近LC4的值。这样就能平缓应力集中，避免突变。”
　　
　　他转过身，看到李雪梅和周伟怔怔地看着黑板上的示意图。
　　
　　这个思路比他们之前想的任何方案都更精巧，也更复杂。
　　
　　因为它不是什么修修补补，而是是从根本上重设计了材料的结合方式。
　　
　　实验室安静了几秒。
　　
　　“可是......”李雪梅迟疑道，“这种梯度材料，我们怎么制备？国内有这种技术吗？”
　　
　　周伟也反应过来：
　　
　　“是啊，怀民。理论上这思路很完美，但工程上怎么实现？要在铸造过程中让材料成分连续变化，这工艺……”
　　
　　陆怀民放下粉笔。他知道自己说多了。
　　
　　1978年，梯度功能材料的概念在国际上刚刚萌芽，国内更是闻所未闻。
　　
　　他刚才的描述，完全基于前世的认知。
　　
　　那是二十一世纪成熟的技术，用于航空航天发动机叶片、核反应堆内衬等极端环境。
　　
　　他正斟酌着如何解释，实验室的门被推开了。
　　
　　沈一鸣教授走了进来，手里拿着一叠文件。
　　
　　他显然也听到了一些刚才的讨论，目光直接落在黑板上。
　　
　　“梯度功能材料？”沈一鸣走近黑板，仔细看着陆怀民画的示意图，镜片后的眼睛亮了起来，“怀民的这个思路不错。”
　　
　　沈一鸣说着，放下手中的文件，转身看着三位学生。
　　
　　“这个思路很有价值。”沈一鸣的语气很平静，但熟悉他的人能听出其中的兴奋，“虽然工艺实现上确实有难度，但科研本身就是解决难题的过程。”
　　
　　他拿起粉笔，在陆怀民的图旁补充了几笔：
　　
　　“制备梯度材料，我们实验室的条件有限，但可以和材料系甚至其他科研单位合作。”
　　
　　“老师，那我们......”周伟有些犹豫，“要完全推翻之前的方案吗？”
　　
　　“不。”沈一鸣摇头，“红星厂的订单等不起。我们双线并行：现有的C-7薄片方案继续优化，同时启动梯度材料的探索性研究。后者可能需要几个月甚至更长时间，但值得投入。”
　　
　　沈一鸣看向李雪梅和周伟：
　　
　　“你们继续优化现有模型。我有个解决方案可以试一试，既然界面应力集中是主要问题，我们可以在薄片设计上做文章：不做成简单的平板，可以设计成波浪形或者带孔隙的结构，增加柔性和应力释放能力。”
　　
　　“波浪形？”李雪梅眼睛一亮，“就像弹簧一样，允许一定的变形？”
　　
　　“对。”沈一鸣在黑板上快速勾勒，“这样即使热膨胀系数有差异，也可以通过结构变形来吸收，而不是硬碰硬。”
　　
　　思路一旦打开，讨论就热烈起来。
　　
　　三位学生围在黑板前，你一言我一语，粉笔写了又擦，擦了又写。
　　
　　下午，实验室开始重新测试新模型。
　　
　　李雪梅操作那台老式温度循环测试台，小心翼翼地监控着一个小比例验证模型的温升曲线。
　　
　　陆怀民在一旁记录数据，周伟在另一张工作台上调试光学测量仪，准备随时测量模型的微变形。
　　
　　就在这时，实验室的门被轻轻敲响。
　　
　　“请进。”沈一鸣放下手中的俄文资料。
　　
　　门开了，钱振华副主任走了进来。
　　
　　他今天穿着整齐的中山装，脸上带着一种不同于往常的笑意。手里拿着一个文件夹，还有一张报纸。
　　
　　“沈教授，打扰了。正在做测试？”钱振华看了眼忙碌的陆怀民、李雪梅和周伟，招呼道。
　　
　　“是，钱主任。红星厂那个项目的初步验证模型，在做温度循环。”沈一鸣起身相迎，“有事？”
　　
　　“嗯，有几件要紧事。”钱振华点了点头，先将文件夹递给沈一鸣：
　　
　　“系里关于新专业的培养方案初稿做出来了，您过目一下，看看有没有需要调整的。还有，”
　　
　　

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