大國院士 第三百五十章提升高溫銅碳銀復(fù)合材料韌性的方法

秦安國帶著答復(fù)離去，張平祥院士留了下來，準(zhǔn)備在川海材料研究所這邊參與高溫銅碳銀復(fù)合超導(dǎo)材料的優(yōu)化工作。

一位院士大老，還是超導(dǎo)材料領(lǐng)域奠基人級別的大牛加入，讓研究所都活躍了不少。

一些膽子大一些，在學(xué)術(shù)上有上進心一點的研究員，在知道這位大老的身份后，就開始湊近乎請教問題了。

對于張平祥來說，只要是和超導(dǎo)材料方面有關(guān)的問題，他是來者不拒。這是一位沉迷于超導(dǎo)材料領(lǐng)域的真正學(xué)者，有著一顆永遠向上攀登的心。

當(dāng)然，在正常情況下的時候，實驗室有研究員找徐川交流問題，徐川也不會拒絕。

但大部分的時候，他都不在實驗室中。

正如樊鵬越所說的一樣，這就是個甩手掌柜，什么時候想起來了或者需要了，就來臨幸一下，用完了就走。

所以實驗室里面的研究員想要找徐川請教問題，大部分時候都找不到人。

現(xiàn)在多了個新大老，這不抓住機會，就錯過了后悔莫及。

張平祥院士主動請求留下來研究優(yōu)化銅碳銀復(fù)合材料，雖說讓他徐川將其當(dāng)做實驗室的普通研究員來看就行，但徐川怎么可能做出這樣的安排。

院士級別的大牛，出差的費用已經(jīng)沒法用錢來計算了。

好在樊鵬越面對這種事有著充足的處理經(jīng)驗，他讀博期間跟著陳正平，這類事情基本都是他處理的。

至于徐川，他沒管這些。

在張平祥院士來后，他就差不多住研究所了，兩人在實驗室中不斷的交流著想法和意見，去尋找一條優(yōu)化高溫銅碳銀復(fù)合超導(dǎo)材料物理性能的路線。

“通過納米技術(shù)摻雜一些氧化鋯如何氧化鋯本身在超低溫的情況下就是一種超導(dǎo)材料，它的超導(dǎo)原理來源于扭轉(zhuǎn)晶構(gòu)，從理論上來說，應(yīng)該很適合你這種銅碳銀材料。”

實驗室中，張平祥院士看著電腦屏幕上的數(shù)據(jù)，思索了一下后開口道。

徐川想了想，道“可以試一試，不過我感覺希望不是很大?？上а趸喌臋C理數(shù)據(jù)并沒有錄入材料模型中去，無法通過模型做一下模擬?！?p/> 最近這些天，他都在和張平祥交流如何改變銅碳銀復(fù)合材料脆性的方法。

相比于金屬而言，脆、難以變形是陶瓷的一大特點，為了改善陶瓷的脆性、提高其韌性，目前一般采取降低晶粒尺寸，使其亞微米或納米化來提高塑性和韌性。

或者采取摻雜氧化鋯增韌、相變增韌、纖維增韌或顆粒原位生長增強等有效途徑來改善。

但這些手段放到其他陶瓷材料上還行，放到超導(dǎo)材料上，就很難行得通了。

因為高溫超導(dǎo)材料的超導(dǎo)機理，本身就來源于電子與電子之間的強關(guān)聯(lián)效應(yīng)。如果摻雜其他的材料或者改變晶粒尺寸與結(jié)構(gòu)的話，很有可能會直接導(dǎo)致超導(dǎo)性失效或降低。

如果降低幅度不大的話，還是能接受的。但就他以目前的數(shù)據(jù)來看，這個幅度降低的程度恐怕會相當(dāng)高。

聞言，張平祥感興趣的問道“你那個模型，如果真要能完善出來，怕是能徹底顛覆材料界的研究方式，只是要想做到很難。”

“而且隨著材料的機理數(shù)據(jù)添加越來越多，模型的體積也會越來越龐大，現(xiàn)有的超算恐怕會很快就帶不動這個模型，或許量子計算機才是它的歸途?！?p/> 這幾天，在川海材料研究所中，他不僅和眼前這位交流了很多關(guān)于超導(dǎo)材料方面的知識，也更見識到了真正的大殺器。

盡管眼前那份模型能起到的作用還極其有限，但它在材料研究領(lǐng)域，已經(jīng)開辟出了一條全新的道路。

在以往材料的研究過程中，針對一種新材料的研究一般都是根據(jù)經(jīng)驗來摸索的。

雖然計算機模擬也能在這個過程中起到一定的輔助作用，比如利用計算機模擬技術(shù)對材料的性質(zhì)和行為進行預(yù)測和分析。

這個環(huán)節(jié)包括理論計算、分子動力學(xué)模擬和有限元分析等等。但實際上，模擬出來的結(jié)果其實準(zhǔn)確度并不是很高，在整個材料的研究過程中起到的作用還是相當(dāng)有限的。

而川海材料研究所內(nèi)的這個模型則不同，它是根據(jù)材料的機理來從根源上做推衍的，能在計算機和模型的幫助下，直接模擬整個合成過程。

老實說，搞材料，基本都想過做這種事情，但沒人能做到。

因為數(shù)學(xué)功底不夠，要從材料的機理建立一個針對材料研究的數(shù)學(xué)模型，難度實在太大了。

也就眼前這位，有這個能力，還有這個心思了。

徐川笑著說道“這個以后再來煩惱吧，至少目前它能給我們不少的幫助?！?p/> 頓了頓，他接著道“至于氧化鋯的摻雜，可以安排研究員做一下實驗，看看效果如何?！?p/> 張平祥道“這個實驗我親自來做吧，老實說我還挺看好它的。”

這些天，他和眼前這名年輕學(xué)者的交流很多，在見識到了他在材料學(xué)方面的廣泛學(xué)識外，內(nèi)心也起了一些比較的想法。

畢竟到了他這個層次，可以說是站在了超導(dǎo)材料領(lǐng)域的金字塔頂。

俗話說，文無第一，武無第二，他也想試試看到底是沉浸于超導(dǎo)材料領(lǐng)域幾十年的自己更強，還是眼前這位突破高溫超導(dǎo)材料記錄的年輕人更強。

聞言，徐川笑了笑，也沒太在意。搞科研的，有一顆不服輸?shù)男脑僬２贿^了。

“都行，慢慢來吧，不急，要想保留超導(dǎo)特性的同時還要改變它的部分物理性能，這難度不比重新研發(fā)一種新的高溫超導(dǎo)材料低。”

張平祥點了點頭，道“沒事，我過來就是為了在高溫超導(dǎo)材料領(lǐng)域能有所突破的，只要有希望，都可以去嘗試?！?p/> 想了想，他又接著問道“如果氧化鋯摻雜效果不行，你有沒有其他的想法”

聞言，徐川思忖了一下，道“要說想法，這些天咱們一直都在研究這個，不可能說沒有。相比較摻雜，我可能更看好鍍層一點?！?p/> 張平祥想了想，微微皺眉道“在一般的離子鍍反應(yīng)沉積硬質(zhì)涂層過程中，常常存在熔滴現(xiàn)象，這些熔滴以金屬相的形式存在涂層中，對釋放涂層的內(nèi)應(yīng)力相改善韌性有一定的作用。”

“但熔滴的金屬相尺寸較大在微米數(shù)量級且隨機分布沒有均勻分布，不僅降低涂層的硬度而且耐腐蝕和抗氧化性能顯著下降，因此不是硬質(zhì)與超硬涂層增韌的有效方法?！?p/> “如果想要通過鍍層來增強高溫銅碳銀復(fù)合材料的韌性，恐怕很難做到。甚至，它還可以在一定程度上破壞表面晶構(gòu)，造成超導(dǎo)失效?！?p/> “不過既然你提出了這個想法，肯定是有其他的方式的，是什么”

徐川笑了笑，道“沒錯，無論是傳統(tǒng)的鍍層手段還是離子濺射，都可能無法解決高溫銅碳銀復(fù)合材料的韌性問題。甚至?xí)驗殄儗佣鴮?dǎo)致?lián)诫s問題?！?p/> “但我們可以換種思路，既然熔滴會產(chǎn)生金屬相，那就讓它不產(chǎn)生好了?！?p/> “而在傳統(tǒng)的陶瓷材料增韌手段中，就有一種這樣的方式。”

聞言，張平祥脫口而出道“晶須纖維增韌”

徐川笑著點頭，接著道“沒錯，晶須纖維增韌的機制主要是晶須或纖維在拔出和斷裂時，都要消耗一定的能量，有利于阻止裂紋的擴展，提高材料斷裂韌性。”

“而且增韌材料與原本基材的結(jié)合不是簡單混合，它是一個有機的復(fù)合體，通過極薄的界面有機地結(jié)合在一起，然后再改善界面與基體的結(jié)合強度?！?p/> “這樣一來，它應(yīng)該能解決熔滴金屬相與摻雜導(dǎo)致的原材料晶構(gòu)破壞問題，再加上它類似于薄膜復(fù)合的性質(zhì)，也并不會很大的影響超導(dǎo)材料本身傳遞電子?！?p/> “只是，要尋找合適的增韌材料，恐怕”

張平祥接過話語，繼續(xù)道“恐怕難度很大。使用晶須纖維增韌，那么起增強作用的材料的彈性系數(shù)必須高于原有基體；且增韌與基體之間必須是相容的?！?p/> “第一個條件還好說，比陶瓷系列材料彈性系數(shù)高的材料有很多；但第二個條件就比較麻煩了，因為超導(dǎo)材料的特性，如果相容的話，這可能會導(dǎo)致超導(dǎo)能隙失效的?！?p/> 徐川笑道“可以只處理一面，保留另一面的完整性?！?p/> 張平祥思索了一下，道“的確可以，只是單面處理的效果可能沒那么好。但是對于高溫銅碳銀復(fù)合超導(dǎo)材料來說，只要能提升一定的系數(shù)就足夠了。”

“這種方式還真說不定可行，只是選用哪種材料當(dāng)做晶須纖維增韌材料需要好好考慮一下了?！?p/> 摸了摸下巴上的胡渣，這位張院士陷入了沉思中，半響，他突然回過神來看向徐川“既然你提出了這種辦法，肯定想過使用哪種材料作為增韌材料吧”

徐川笑著點了點頭，道“的確有考慮過?！?p/> “什么材料”張平祥迅速追問道。

“石墨烯”

s電腦還沒修好，用手機打字太慢了，今天就先這樣吧。