第5章 实验室制备碳碳复合材料
第5章实验室制备碳碳复合材料
新型液氧煤油发动机的图纸,依然处于有条不紊地绘制当中。
张星扬将所有的图纸分解之后,将各个部件图纸交给了研究所内还选择留下的人员。
自己终于可以有时间来解决发动机实际制造之中的一些问题,比如最关键的几个问题之一。
发动机材料问题!
材料作为发动机的骨架,几乎决定了一款发动机能够有多强的性能。
尤其是用于发动机燃烧室和尾喷管的材料,要求更是高到难以复加。
没有极强的耐高温、抗冲击强度,那么发动机在运行时产生的超高温和超速激流,会瞬间摧毁发动机的燃烧室内壁和尾喷管。
一般来说,现在这个时间点,航天发动机所使用的高温合金,一般为钛合金或是镍基高温合金。
碳碳基复合材料,或是耐高温陶瓷基复合材料,这些后来应用非常广泛的材料,在九十年代,还算是比较高大上的材料。
大规模制备的价格高昂,并且一般的性能并不是十分的优秀。
以二维碳碳复合材料为例,理论上这种材料具有良好的耐高温、耐烧蚀和高温强度高等优异性能。并且它的密度很低、可设计性和可加工性都远胜于现在常用的高温合金。
但是这种材料现在的表现却并不如人意,主要还是因为表面处理工艺的问题,导致在3000度之上的时候,表层的碳膜会发生氧化钝化,从而降低耐高温的性能。
在后世一般采用涂层来隔绝材料与氧气的直接接触,从而达到防氧化的目的。
在九十年代,各种高性能的抗氧化涂层研究还不是很发达。
尤其是在张星扬生活的二十二世纪,这类基础材料的探索,已经完全交给了算力强大的环恒星中央处理器来运算,从而完全转化为时间和能量的产出品。
那台质量达到两个地球质量的恐怖巨构,每年产出的新型材料数量需要用科学计数法才能够完整表达出来。
所以张星扬大脑之中脑蛋白质芯片保存的都是其中的佼佼者,每一个性能放到这个时代都是领先世界一百多年的天顶星科技。
当然受限于这个时代的硬件设备,这些材料配方不变的情况下,也很难达到原有的材料性能。
就好像一个人带着完整的单晶硅制备工艺穿越到二战的时候,他也不可能做到原有的性能水平,能够实验室少量制备已经可以算作是天才了。
不过好在,研究院之中是有在未来看起来十分简陋,在现在算起来还比较先进的制备设备。
一般来说二维碳碳复合材料的制备,需要先制作底层碳胚,然后经过热解碳的化学气相沉积或渗透。
在这个过程之中,碳源气(如CH4、C2H4、C3H6、C3H8等)这些气体会发生热解并且在基层碳纤维布上沉积碳,以填充碳纤维上多空预制体中的空隙。
这一步主要是为了对材料进行增密处理,从而使材料获得更加优秀的致密性。
这一步之中最为关键的就是CVI炉,而恰好研究院之中就有一台这样的设备,这一台还是之前所里为了探索高性能碳钎维材料,从国外进口来的。
张星扬按照自己的记忆,将碳纤维预制体置于CVI炉之中,随后将炉内温度设定在2100度,将天然气和载气通入到气体发生器之中。
等待了一小会的时间,张星扬将混合气体通入到CVI炉之中。现在就是决定碳碳复合材料的关键时机,能不能制备出符合张星扬要求的复合材料就在这个时候了。
张星扬看了一眼混合气体发生器上面的气压表,混合气体流入的速度和张星扬记忆之中没有差距。
接下来碳纤维基层还需要在这个CVI炉子之中待上13个小时的时间。
张星扬叫来原来在这间复合材料实验室工作的年轻研究员苏晓,刚刚从航天大学来到研究所实习的小女孩,一个比张星扬矮了一届的学妹。
“小苏,麻烦你看下CVI炉子,预计还要13个小时的时间,如果出了任何问题,就到我办公室找我,快要结束的时候,提前半个小时叫我。”
张星扬看了一眼手上的手表,打了个哈欠说道。
作为新型发动机的负责人,张星扬这段时间每天休息都很少,每天最多也就保持四个小时的睡眠。
每每这个时候,张星扬无比的想念自己在二十二世纪的经过基因强化,能够48个小时不休息依然能够保持充沛精力的身体。
指导了一番苏晓,这套装置出现了紧急事故之后如何强制停机,张星扬打了个哈欠离开了实验室。
大脑有些昏昏沉沉地走到办公室门口,张星扬发现梁毅正坐在办公室之中等待着自己。
揉了揉自己因为长时间没有休息,有些僵硬的脸颊,张星扬感觉自己稍微精神了一些,问道:
“梁叔,是出了什么事情吗?”
梁毅看着数天没有洗澡,浑身邋里邋遢的张星扬,皱着眉头说道:
“星扬,研究院的事情你别太着急,还有我们这些做叔叔伯伯的盯着呢,你也要注意下伱的身体啊!”
“哈哈,没事,我还年轻,撑得住!”张星扬一边从桌上的暖壶之中倒水,一边摆了摆手道:
“梁叔这回来就是为了这事吗?”
张星扬递给梁毅一个装着温水的杯子,一屁股坐在椅子上舒服地伸展了一下自己仿佛要生锈的腰肢。
梁毅听到问话,眉头舒展了下来,嘴角微微上扬道:
“有一个好消息,国际保险公司那边的调查认为,这次事故达到了他们定损标准。”
听到这样一个消息,原本已经累得面无表情的张星扬也有了点兴奋。
“也就是说赔偿金近期就能到账?”
梁毅这时候却面露难色,叹了口气说道:
“保险赔偿流程没有那么简单,能够在今年年内拿到这笔钱,就算是保险公司办事快了。”
张星扬疑惑道:“梁叔,我们这次的保险额度不过6200万美元,对于投保的联合保险公司只是一笔小钱吧,他们每年利润都超过二十亿美元,怎么会拖那么久?”
梁毅看了看对这方面是真的一知半解的张星扬,有点无奈地说道:
“他们的说辞是近期航天保险出险的情况太多了,人手有点紧张,我们需要排队。”
“我去他大爷的,这不是欺负我们吗?!”张星扬忍不住出口骂道。
对方这借口找的太烂了,作为一个业务范围全球化的超大集团,会连这点人手都没有?
无非是欺负你自己家没有航天保险,只能听他的,只要能多拖你一天,这些钱在银行里就能多生不少钱。
“梁叔,我们以后一定要有我们龙国自己的航天保险。”张星扬恶狠狠地说道。
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新型液氧煤油发动机的图纸,依然处于有条不紊地绘制当中。
张星扬将所有的图纸分解之后,将各个部件图纸交给了研究所内还选择留下的人员。
自己终于可以有时间来解决发动机实际制造之中的一些问题,比如最关键的几个问题之一。
发动机材料问题!
材料作为发动机的骨架,几乎决定了一款发动机能够有多强的性能。
尤其是用于发动机燃烧室和尾喷管的材料,要求更是高到难以复加。
没有极强的耐高温、抗冲击强度,那么发动机在运行时产生的超高温和超速激流,会瞬间摧毁发动机的燃烧室内壁和尾喷管。
一般来说,现在这个时间点,航天发动机所使用的高温合金,一般为钛合金或是镍基高温合金。
碳碳基复合材料,或是耐高温陶瓷基复合材料,这些后来应用非常广泛的材料,在九十年代,还算是比较高大上的材料。
大规模制备的价格高昂,并且一般的性能并不是十分的优秀。
以二维碳碳复合材料为例,理论上这种材料具有良好的耐高温、耐烧蚀和高温强度高等优异性能。并且它的密度很低、可设计性和可加工性都远胜于现在常用的高温合金。
但是这种材料现在的表现却并不如人意,主要还是因为表面处理工艺的问题,导致在3000度之上的时候,表层的碳膜会发生氧化钝化,从而降低耐高温的性能。
在后世一般采用涂层来隔绝材料与氧气的直接接触,从而达到防氧化的目的。
在九十年代,各种高性能的抗氧化涂层研究还不是很发达。
尤其是在张星扬生活的二十二世纪,这类基础材料的探索,已经完全交给了算力强大的环恒星中央处理器来运算,从而完全转化为时间和能量的产出品。
那台质量达到两个地球质量的恐怖巨构,每年产出的新型材料数量需要用科学计数法才能够完整表达出来。
所以张星扬大脑之中脑蛋白质芯片保存的都是其中的佼佼者,每一个性能放到这个时代都是领先世界一百多年的天顶星科技。
当然受限于这个时代的硬件设备,这些材料配方不变的情况下,也很难达到原有的材料性能。
就好像一个人带着完整的单晶硅制备工艺穿越到二战的时候,他也不可能做到原有的性能水平,能够实验室少量制备已经可以算作是天才了。
不过好在,研究院之中是有在未来看起来十分简陋,在现在算起来还比较先进的制备设备。
一般来说二维碳碳复合材料的制备,需要先制作底层碳胚,然后经过热解碳的化学气相沉积或渗透。
在这个过程之中,碳源气(如CH4、C2H4、C3H6、C3H8等)这些气体会发生热解并且在基层碳纤维布上沉积碳,以填充碳纤维上多空预制体中的空隙。
这一步主要是为了对材料进行增密处理,从而使材料获得更加优秀的致密性。
这一步之中最为关键的就是CVI炉,而恰好研究院之中就有一台这样的设备,这一台还是之前所里为了探索高性能碳钎维材料,从国外进口来的。
张星扬按照自己的记忆,将碳纤维预制体置于CVI炉之中,随后将炉内温度设定在2100度,将天然气和载气通入到气体发生器之中。
等待了一小会的时间,张星扬将混合气体通入到CVI炉之中。现在就是决定碳碳复合材料的关键时机,能不能制备出符合张星扬要求的复合材料就在这个时候了。
张星扬看了一眼混合气体发生器上面的气压表,混合气体流入的速度和张星扬记忆之中没有差距。
接下来碳纤维基层还需要在这个CVI炉子之中待上13个小时的时间。
张星扬叫来原来在这间复合材料实验室工作的年轻研究员苏晓,刚刚从航天大学来到研究所实习的小女孩,一个比张星扬矮了一届的学妹。
“小苏,麻烦你看下CVI炉子,预计还要13个小时的时间,如果出了任何问题,就到我办公室找我,快要结束的时候,提前半个小时叫我。”
张星扬看了一眼手上的手表,打了个哈欠说道。
作为新型发动机的负责人,张星扬这段时间每天休息都很少,每天最多也就保持四个小时的睡眠。
每每这个时候,张星扬无比的想念自己在二十二世纪的经过基因强化,能够48个小时不休息依然能够保持充沛精力的身体。
指导了一番苏晓,这套装置出现了紧急事故之后如何强制停机,张星扬打了个哈欠离开了实验室。
大脑有些昏昏沉沉地走到办公室门口,张星扬发现梁毅正坐在办公室之中等待着自己。
揉了揉自己因为长时间没有休息,有些僵硬的脸颊,张星扬感觉自己稍微精神了一些,问道:
“梁叔,是出了什么事情吗?”
梁毅看着数天没有洗澡,浑身邋里邋遢的张星扬,皱着眉头说道:
“星扬,研究院的事情你别太着急,还有我们这些做叔叔伯伯的盯着呢,你也要注意下伱的身体啊!”
“哈哈,没事,我还年轻,撑得住!”张星扬一边从桌上的暖壶之中倒水,一边摆了摆手道:
“梁叔这回来就是为了这事吗?”
张星扬递给梁毅一个装着温水的杯子,一屁股坐在椅子上舒服地伸展了一下自己仿佛要生锈的腰肢。
梁毅听到问话,眉头舒展了下来,嘴角微微上扬道:
“有一个好消息,国际保险公司那边的调查认为,这次事故达到了他们定损标准。”
听到这样一个消息,原本已经累得面无表情的张星扬也有了点兴奋。
“也就是说赔偿金近期就能到账?”
梁毅这时候却面露难色,叹了口气说道:
“保险赔偿流程没有那么简单,能够在今年年内拿到这笔钱,就算是保险公司办事快了。”
张星扬疑惑道:“梁叔,我们这次的保险额度不过6200万美元,对于投保的联合保险公司只是一笔小钱吧,他们每年利润都超过二十亿美元,怎么会拖那么久?”
梁毅看了看对这方面是真的一知半解的张星扬,有点无奈地说道:
“他们的说辞是近期航天保险出险的情况太多了,人手有点紧张,我们需要排队。”
“我去他大爷的,这不是欺负我们吗?!”张星扬忍不住出口骂道。
对方这借口找的太烂了,作为一个业务范围全球化的超大集团,会连这点人手都没有?
无非是欺负你自己家没有航天保险,只能听他的,只要能多拖你一天,这些钱在银行里就能多生不少钱。
“梁叔,我们以后一定要有我们龙国自己的航天保险。”张星扬恶狠狠地说道。
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