“燧石”中心,材料超算模擬大廳。
空氣裡瀰漫著一種混合了期待與緊張的寂靜。巨大的環形螢幕上,複雜的分子動力學模擬正在以億倍速進行,無數原子在虛擬的極端環境下(從接近絕對零度的深空寒夜,到重返大氣層時數千度的高溫炙烤)排列、組合、鍵合、斷裂、再重組。螢幕中央,一個被高度抽象化的、呈現出奇異銀灰色光澤與內部複雜多級孔洞結構的材料模型,正在不斷最佳化其微觀拓撲。
林楓、嚴教授,以及“星塵合金”專案組的核心成員,都聚精會神地盯著螢幕。距離“補天-I型”材料攻克僅僅過去數月,但龍芯對高效能航天材料的追求從未止步。“星鏈”網路的快速擴張、載人登月計劃的加速、乃至未來深空探測的遠景,都對航天器材料的輕量化、高強度、長壽命和多功能性提出了近乎苛刻的要求。
“星塵合金”,便是“燧石”中心在“補天”成功基礎上,結合“能量形態轉換”理論研究中獲得的一些極端條件材料處理思路,以及林楓從系統“星際艦船材料庫”碎片中獲得的零星靈感,所確立的下一個戰略制高點。
“林總,嚴老,第七十三版‘星塵-I型’模擬結果出來了。”首席模擬工程師的聲音帶著一絲激動後的沙啞,“基於‘梯度複合-場穩定’的核心理念,我們引入了從‘靈能轉化’專案中獲得的‘資訊-能量耦合穩定性’引數,對材料的奈米級孔洞結構進行了仿生拓撲最佳化。模擬顯示,在同等強度(抗拉強度≥2.5GPa)要求下,新結構的理論密度可以降至……1.2克/立方厘米!”
1.2克/立方厘米!
這個數字讓在場所有人都屏住了呼吸。這是什麼概念?頂級航空鋁合金的密度大約是2.7,鈦合金是4.5。這意味著“星塵合金”在達到甚至超越頂級鈦合金強度的同時,重量還不到鋁合金的一半!這對於需要將每一克重量都精打細算、送入太空的航天器而言,簡直是夢幻般的材料!
“熱穩定性呢?抗輻射效能?尤其是長期空間環境下的疲勞和蠕變?”嚴教授追問,聲音有些發顫。
“模擬顯示,其多層梯度複合結構能有效分散和耗散熱應力,從-270°C到+1200°C範圍內,尺寸穩定性極佳。內嵌的‘智慧修復相’(借鑑了‘靈樞’仿生皮膚材料的部分思路)在微損傷累積到臨界值前可主動觸發修復。至於抗輻射,其特殊的奈米孔洞拓撲和表面功能化處理,對高能粒子的遮蔽和能量吸收轉化效率,預計比‘補天-I型’提升三倍以上。長期空間疲勞模擬……正在進行,初步資料樂觀。”工程師快速彙報著。
“好!好!好!”嚴教授連說三個好字,佈滿皺紋的臉上因為激動而泛起紅光,“立刻啟動第一輪實驗室製備!就用我們為‘補天’材料改造的那套多場協同沉積裝置,調整引數!”
實驗室製備過程同樣是一場硬仗。儘管有“補天”材料的經驗打底,但“星塵合金”對微觀結構的控制精度要求更高,對幾種新型新增元素在“場”下的共沉積行為也缺乏經驗。第一爐、第二爐……接連五爐樣品都在關鍵的“梯度介面自組裝”環節失敗,要麼介面結合強度不足,要麼孔隙結構未能按設計形成。
失敗並沒有擊垮團隊,反而激起了更強的鬥志。專案組吃住在實驗室,一遍遍調整前驅體配比、場強引數、沉積溫度曲線。林楓也幾乎每天都會來“燧石”中心,不是施加壓力,而是與研究人員一起分析資料,從“能量-資訊”耦合的角度提供新的調整思路。
第七爐製備,在連續奮戰了七十二小時後開始。
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