验室。
推开门後,只见负责温控系统的张毅杰下意识地抬起了头,看见是陈延森後,连忙迎了上来:「森哥,您要的SiC纤维和A|203基体粉末都按标准配比准备好了,就放在三号乾燥柜里。」
「辛苦了,还没吃午饭吧?」
陈延森拍了拍张毅杰的肩膀说道。
「午饭?还真没吃,难怪总觉得还有什麽事情没做。」
张毅杰挠了挠头,恍然大悟道。
「先去吃饭。」
陈延森摆了摆手,正色说道。
他知道这帮技术人员的习性,忙的时候,一天只吃一顿饭也是正常的,有人饿到两腿发软时,才想起来。
「森哥,我把电子万能试验机的参数预调好了,您待会做纤维拉伸强度测试时,可以复用上次的那套数据。」
张毅杰点点头,又补充了一句。
「好,我知道了。」
陈延森轻轻一笑,目送着对方离开。
待人走後,他脱下外套搭在储物柜上,随手拿起桌上的实验记录本,笔尖在陶瓷基复合材料的结构框架上画了一个圈。
增强纤维是核心骨架,陶瓷基体是承载基础,而界面层则是决定材料能否在高温环境下稳定工作的关键,这三步一步都不能错。
他走到三号乾燥柜前,拉开柜门时,一股乾燥的惰性气体扑面而来。
柜内整齐码放着密封的试剂瓶,标签上清晰标注着「SiC纤维(直径10微米,长度5毫米)」、「A10粉末(纯度99.9%)」、「Zr02改性剂」等字样。
SiC是纳米碳化矽,具备超强的热导性。
A|0是高纯氧化铝,它的特点是耐热、耐磨和耐腐蚀。
Zr02则是一种高级耐火材料。
陈延森取出$iC纤维和氧化物纤维的试剂瓶,放在电子天平旁,按照推演得出的比例,精准称取了25克$iC纤维和5克氧化物纤维,倒入高速混料机的料筒中。
「增强纤维的混杂比例,决定了一级围岩换热带的抗拉伸性能,SC纤维负责提升强度,氧化物纤维增强耐高温性,但误差不能超过0.1克。」
他的思路很清晰,随後在混料机的操作面板上设定参数:转速每分钟300,混合时间20分钟,加入氩气保护,避免纤维在高速搅拌过程中被氧化。
顷刻间,混料机运转的低沉嗡鸣声响起,陈延森转过身,继续准备其他材料。
他将AI20粉末和SiC粉末按7比3的比例混合,又加入适量Zr02改性剂。
Z02的相变增韧效应,能有效强化基体的抗裂性能,这对长期承受热冲击的换热带至关重要。
紧接着,他往混合粉未中加入少量去离子水,搅拌成均匀的浆料,倒入真空练泥机中,排除浆料内部的气泡。
二十分钟後,增强纤维混合完毕。
陈延森打开混料机料筒,取出呈蓬松状的纤维混合物,小心翼翼地铺在模具底部,再将练好的陶瓷基体浆料缓慢倒入模具,用刮刀抹平表面。
接下来是界面层的制备,这是整个流程中最重要的环节。
他配制出了含有Y0的涂层浆料,采用浸渍涂覆的方式,将模具中的纤维预制体浸入浆料中,停留30秒後缓慢取出,确保每一根纤维表面都均匀覆盖了一层薄薄的界面层。
Y203也叫高纯度氧化钇,是一种稀土氧化物,同样拥有出色的高温质子传导性。
做完这一切,陈延森用雷射厚度测量仪反覆检测涂层厚度,对不符合要求的部位进行二次涂覆。
因为界面层必须控制在50到60m之间,太厚会降低纤维与基体的结合强度,太薄
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