导的千度高温,还要抵御周边围岩的巨大压力,同时保证高效的热传导效率,将岩浆的热能稳定传递给下一级的液态金属热交换环。
因此,对材料的性能要求极为苛刻。
「之前加入的碳化矽纤维增强相,在高温下的稳定性没问题,但抗剪切强度还是差了点。
围岩的压力是多向的,单纯的纤维增强只能提升单向强度,我们需要的是立体网状的增强结构。」
陈延森沉吟片刻,转身走到材料成分分析仪器旁,调出了该样品的成分图谱。
「您的意思是,采用碳纤维与碳化矽纤维交织的三维编织增强体?」
张毅杰追问道。
「界面结合的问题,用纳米级的硼化物涂层来解决。
在两种纤维表面镀上一层50纳米的硼化钛涂层,这样既能增强纤维与基体的结合力,又不会影响热传导效率。
另外,基体材料的配方也要调整,把氧化铝的含量再提升3个百分点,进一步提升耐高温和抗腐蚀性能。」
陈延森神色从容地回答道。
「这个思路可行!硼化钛涂层的热稳定性确实好,而且与碳纤维、碳化矽纤维的相容性都不错。」
张毅杰思索片刻,眼前一亮,连忙应道。
他丝毫没注意到,自己看向陈延森的眼神里,满是强烈的崇拜和敬意。
「岩浆库的温度不是恒定的,会有周期性波动,而且围岩的压力也会随着地质活动变化。
第一级结构所需的材料,必须具备足够的冗余性能,至少要能承受1500摄氏度的极限高温和4GPa的极限压力,才能保证整个热交换系统长期稳定运行。」
陈延森回道。
祝融计划的核心,就是要将火山的热能稳定、高效地转化为可用能源,而一级围岩换热带正是整个系统的基石。
若是材料不过关,後面的二级液态金属热交换环和超临界工质能量转换系统再好,也都是空中楼阁。
而且,耐热管的循环使用寿命,起码要达到二十年才算合格。
「明白!我马上去安排新配方的样品制备,按照您说的方案,先做小批量试验件,重点测试纤维编织工艺和硼化钛涂层的制备效果。」
张毅杰应道。
「嗯,注意控制烧结温度,分阶段升温,避免材料内部产生应力。」
陈延森叮嘱道。
实验室内再次忙碌起来,仪器的运行声、团队成员的讨论声混合在一起。
由於祝融计划尚未对外公布,就连科技园的很多员工,都不知道这栋八层高的办公楼里,这四百多人每天进进出出,到底在忙些什麽。
陈延森看着屏幕里的结构示意图,若有所思。
他很清楚,一级围岩环热带材料的研发,只是祝融项目众多难点中的一个。
後续还有二级液态金属热交换环的密封与导热效率优化、超临界工质的选型与能量转换效率等一系列问题等着他解决。
对於普通研究员来说,这些技术难点全都超纲了。
毕竟在2016年,利用地热发电还停留在实验室阶段。
虽然有一部分研发机构正在推进增强型地热发电技术的落地,但大多局限於浅层地热资源的利用。
像祝融计划这样直接瞄准火山岩浆库、深挖深层地热的方案,简直是闻所未闻的疯狂构想。
别说国内,就算放眼全球,也没有任何可借监的成熟技术体系。
一个小时後,陈延森换下工作服,走出了研发中心。
正想往一号楼走时,脚步突然一顿,停了下来。
只见三十米外,一个穿着红色连衣裙、皮肤白皙透亮的少女
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