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第4347章 尝试性实验
“李教授团队怀疑是样品中铈元素的分布不均导致的,”可可的声音带着一丝凝重,通过车载音响清晰地传来。
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“他们在高倍电子显微镜下观察到,样品局部区域的铈元素聚集形成了微小的颗粒,直径大概在0.1到0.5微米之间,这些颗粒可能会像‘障碍桩’一样,阻断电子的超导传输路径。不过具体的影响机制,还需要通过能谱分析和电子态密度模拟进一步确认。”
汽车在夜色中疾驰,窗外的路灯飞速向后倒退,像一道道流动的光带。吴浩的思绪也跟着飞速运转:是掺杂工艺的参数设置出了问题?
比如铈元素的添加顺序不对,导致在烧结过程中无法均匀分散;还是原材料的纯度不够,混入了杂质离子,影响了元素的扩散规律?
如果铈元素聚集是批量出现的问题,那已经生产出的近百千米无镧超导电缆该如何处理?
欧洲电网公司的安装工程已经进入倒计时,一旦无法按时交付,不仅要支付高额违约金,还会影响公司在国际市场的声誉。一连串的疑问像沉甸甸的石头,压得他有些喘不过气。
半个多小时后,吴浩赶到了浩宇科技总部。三号实验室的灯还亮着,透过双层真空玻璃窗,能看到李教授和团队成员们正围着实验台忙碌,有人在操作显微镜,有人在电脑上分析数据,还有人在记录实验参数,每个人的脸上都带着焦急的神色。
他推开门走进去,一股混合着液氮的清冷气息和金属的细微腥味扑面而来,实验室里的空气仿佛都比外面低了好几度。
“吴总,您来了!”李教授看到他,连忙放下手中的样品夹迎上来,眼底布满红血丝,显然已经忙碌了很久,“我们刚完成第一批样品的元素分布mapping检测,确认了是铈元素聚集导致的电阻异常。您看这个图谱,”
他指着电脑屏幕上的彩色图像说道:“红色区域就是铈元素聚集的地方,正好和电阻测试中出现异常的区域完全重合。
这些聚集的铈颗粒会形成局部的电子散射中心,破坏超导态的稳定性。”
吴浩凑到电脑前,仔细观察着图谱。图像上,原本应该均匀分布的淡蓝色区域里,零星散布着不规则的红色斑点,像平静的湖面落下了几滴红墨。
他皱着眉问道:“这种聚集现象的发生率有多高?我们已经出厂的无镧电缆,有没有做过全面的检测?”
“我们随机抽取了十批已生产的样品,每批取样长度10米,其中三批都出现了不同程度的铈元素聚集,最高的一批聚集率达到了8%。”
李教授递过一份厚厚的检测报告,语气中带着深深的自责,“都怪我们之前的检测体系不够完善,只重点关注了临界温度、电流承载能力和韧性这几个核心指标,忽略了元素微观分布的均匀性。现在欧洲电网公司那边还在催进度,要是他们发现电缆有问题,咱们这么久的努力就全白费了。”
吴浩接过报告,快速翻看着。报告里详细记录了每批样品的检测时间、检测设备、取样位置和具体数据,甚至还附上了显微镜下的照片。
他深吸一口气,努力让自己冷静下来——现在自责解决不了任何问题,当务之急是找到切实可行的解决方案。他抬起头,看向实验室里的团队成员:“大家都别灰心,科研路上遇到问题很正常,关键是我们要一起把问题解决掉。
李教授,你们有没有尝试过调整掺杂工艺?比如改变铈元素的添加形态,或者优化烧结过程中的温度曲线?”
“我们已经做了五组对比实验,”李教授指着旁边的实验台,那里整齐地摆放着十几个样品盒,“第一组是将铈元素制成纳米粉末后再添加,第二组是改变铈元素与其他原料的混合顺序,第三组是调整烧结时的升温速率,第四组是降低最终的烧结温度,第五组是延长保温时间。
其中,将烧结温度从850c降到800c,同时延长保温时间到4小时的那组样品,元素聚集的情况有所缓解,但电阻值还是不稳定,在低温下会出现波动。”
吴浩走到实验台边,拿起一个样品盒仔细观察。样品是一块直径约5厘米的圆形薄膜,表面泛着淡淡的银白色光泽,看起来和正常样品没什么区别。
他又走到正在运行的高温烧结炉前,屏幕上实时显示着炉内的温度、压力和气氛参数。
突然,他想起三年前研发Lah10样品时,曾遇到过类似的元素分布不均问题,当时团队采用脉冲激光沉积技术,通过高能量激光将原材料瞬间汽化,让原子级别的粒子在基底上均匀沉积,最终完美解决了问题。或许这个方法也能用到无镧超导材料上?
“李教授,我们可以试试脉冲激光沉积技术,”吴浩眼睛一亮,语气中带着一丝兴奋,“用波长248nm的准分子激光,将铈元素和其他原材料制成的靶材瞬间汽化,形成等离子体羽流,然后让这些粒子在低温基底上均匀沉积,这样可以最大限度地避免元素在烧结过程中发生聚集。
你们之前研究石墨烯涂层的时候,不是接触过相关设备吗?能不能快速调整参数,做一次尝试性实验?”
李教授眼前一亮,像是突然打开了新思路:“您这么一说,我倒真想起了!我们去年在研发超导薄膜涂层时,确实用脉冲激光沉积技术做过实验,只是没把它和无镧材料的掺杂工艺联系起来。
不过要想用这个技术,我们需要重新设计靶材的成分比例,还要调整激光的能量密度、脉冲频率和沉积速率,另外,基底的温度控制也很关键,可能需要降到- 50c以下,才能保证粒子沉积的均匀性。”
“时间不等人,”吴浩果断地做出决定,“立刻成立专项攻关小组,由李教授担任组长,联合材料研发部、设备工程部和检测中心的同事,明天早上八点之前拿出详细的实验方案。”
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