作者:首席设计师
这个测试装置能够监测被测试导体的电阻等各种数据,并且十分的精准,能够测得0.000001的电阻值。
而后,他便拉上了电闸,电流瞬间通过了整个电路,然而,测量表上的数值,仍然为零。
看到这一幕,林晓的眉头动了动,而后在心中感慨。
这是多么神奇的一幕啊。
此时,实验室内温度为25摄氏度,十分标准的常温,气压也基本为一个标准大气压,没有太大出入。
而这个黑色的导体,却在这种环境下,实现了超导。
虽然这一幕很科学,但是在林晓看来,这依然很科学。
或许这么一小段常温超导体不能用来搭电缆,也不能用来做其他的事情,但是,如果将它绕成一个环,然后往里面通入电流,到其临界电流大小的时候,它就是一个超强的储能设备。
这就是超导储能。
超导体不是没有电阻,只不过电阻低到至少需要10万年才能让其中的电流彻底消耗殆尽。
而借着这种方法,超导体就成为了绝佳的储能设备。
比如它可以在用电低谷期将多余发电储存起来,然后在用电高峰期直接瞬时释放出去,缓解发电的压力。
当然,这只是民用方面,而如果是军用方面,其储存的庞大的电流,既然可以瞬时发出去,那么显然,它就成为了激光武器能源的最好载体,庞大的电能能够瞬间为激光带来更强的能量,进而造成更具有破坏力的攻击。
而除了这件事情之外,超导体也能够用来发电,将发电机中的线圈换成超导线圈,其就能够实现无损发电!
并且发电机的体积也能够做得很小,从而减少驱动发电机工作的能耗,未来完全可以用在更多地方上,比如全电舰艇上,或者汽车上等等。
总之,哪怕是这么一小节的常温超导体,也能发挥出无比强大的作用。
想着常温超导体的无数种作用,林晓的心中也始终无法平静下来。
不过很快,他目光一定,“好了,想这么多也没意义,现在也该测试一下具体的性能了。”
超导体的性能,也就是临界温度、临界电流密度、临界磁场强度。
很快经过测试,林晓的眼前便亮了起来。
“69摄氏度的临界温度,4.514*10^11A/m^2的临界电流密度,还有……19T的临界磁场强度!”
“我的天……我的系统哦!”
林晓的心中,充满了激动。
69度的临界温度,意味着这个导体在工作的时候甚至都不用为其设置常温环境了,比如在一些高温环境下进行工作,69度的临界温度,足够让其胜任更多的工作。
而其4.514*10^11A/m^2的临界电流密度,更是一个让林晓无比激动的数据,哪怕是铌钛合金最高都只能承受10^9A/m^2的临界电流密度,而这可是上百倍的差距!
至于其最高19T的临界磁场强度,则直接让林晓想到了两个东西,其一,粒子对撞机,其二,磁约束核聚变!
磁约束核聚变,是核聚变的一种实现方式,其利用强大的磁场控制内部的高温等离子体,从而实现核聚变发电,而粒子对撞机也是利用强大的磁场控制内部的带电粒子进行撞击。
而这时候,磁场越大,自然也就越好,对于前者来说能够更好的控制内部等离子体,对于后者来说,更强的磁场,也就意味着更强的对撞能量。
而不管是CERN的LHC粒子对撞机,还是华国的磁约束核聚变托卡马克装置东方超环EAST,它们采用的都是铌钛合金提供磁场。
铌钛合金,最高能够承受10T的临界磁场强度,也就意味着最高只能用它产生10T的磁场,而LHC的最高磁场强度为8T,而EAST的环磁场强度则为3.5
而一旦换成了林晓现在手上的这个常温超导体,它们的磁场强度,都完全有机会翻上一番。
想到这,林晓的心中顿时更加的激动起来。
没想到系统给自己的这个常温超导体,不仅仅只是一个常温超导体,甚至还是一个连基本性能都这么强的常温超导体。
这让他已经有些迫不及待地想要去看看这个东西,到底是由什么东西组成的了。
想到就做,他立马拿着这个东西开始了成分以及结构的分析。
首先利用X射线荧光光谱分析其成分,可以确定,这是一个无机物,因为其内部没有碳,然后利用XRD,也就是X射线衍射分析法,分析晶相,然后微观结构则继续用扫描电子显微镜来观察。
林晓虽然驾轻就熟,不过也花费了不少的功夫,才得到了最终的结果。
而看到最终结果的时候,林晓就不由惊呼:“这居然是铁基物质和铜酸盐结合形成的化合物?”
他的心中感到了无比吃惊。
这两个玩意儿也能结合到一起?
这可是化合物,可以归类为纯净物,而不是合金那种混合物。
林晓就感觉离谱,当然,想到这可是常温超导体,有这种不可思议的结构,也可以理解。
甚至,林晓还感到有些庆幸,毕竟,这就意味着这个常温超导体,至少在原材料上的造价算是比较便宜的。
当然,生产过程还另说,原材料便宜可不意味着最终成本就也便宜,硅晶圆无疑就是其中的例子。
“唔……看来又需要研究这个东西到底是怎么生产的了。”
林晓又一次感到头疼起来。
所以逆向工程,是一个十分麻烦的研究项目。
“不管了,继续搞吧。”
当然,这个时候,他也不需要自己单独一个人搞了,他只需要将这个微观结构以及分子式拿出来,然后和别人一起研究出来就行了。
毕竟别人就算看到这个东西,也暂时不会知道其具体作用。
于是林晓挑了挑,最后又选择了当初和自己合作过的那位赵升,他们曾经一起研究过RDX晶体。
一个电话过去,还在过年的赵升就被林晓直接拉了过来。
“我的林所长啊,我正在逗我的孙女儿了,你就把我找过来,要是没些什么重要的事情,我可不算完啊!”
来到实验室,赵升就笑着说道。
林晓呵呵一笑,直接将铁基铜酸盐的相关资料就拿给他:“就这个玩意儿,找你,就是为了把它给搞出来。”
看着林晓那有些不怀好意的样子,赵升有些疑惑地接过了资料,刚看了一眼,顿时就吐槽起来:“好家伙,又是铁又是铜酸的,这又是什么鬼东西?上次跟你研究一个RDX纯硅晶体还不够,现在你又要祸祸我了是吧?不搞,我才不搞。”
看着赵升这个样子,林晓估计自己是需要简单地解释一下了,于是就说道:“这是一个高温超导体。”
赵升顿时一愣,想到林晓最近确实在研究超导体,顿时就收敛了一下刚才的样子,然后好奇地问:“怎么个高温超导体?你这又是铁基,又是铜酸盐,不会……是解决了铜酸盐超导体不能弯折的缺点吧?”
听到赵升自己送话上来了,林晓就笑呵呵道:“是的,根据我的计算,这个玩意儿确实可以解决那个问题,你就说你搞不搞吧?”
“搞搞搞!”
赵升立马忘记了刚才说的话。
开玩笑,要是真的能够制备出能够弯曲的高温超导体,那就绝对属于一种比较实用的超导体了!
这种东西,他当然不会错过。
林晓如同看着鱼上钩了般的表情,笑眯眯地拿来了一份保密协议书,“那咱们先把这玩意儿签了,之后准备准备,咱们就开始研究?”
赵升点点头:“没问题!”
第三百三十二章 弯了!真的弯了!
对这个铁基铜酸盐合成方法的研究,很快就开始了。
如何将这两种东西给合成在一起,无疑充满挑战。
毕竟这可不是什么合金,直接把铜和铁熔炼在一起就算强化成功了。
如何让这两个东西之间形成化学键,然后连接在一起,难度十分之大。
而时间也从春节期间来到了二月份的尾声,差不多过去了一个月的时间。
“唔,根据电子拓扑成键理论计算,氧原子的替换和其他杂质的介入都会导致晶格发生畸变,这种变化主要体现在晶格的边长上,晶面夹角的变化很小,所以我们可以将a、β、v视作保持90度就行了。”
“嗯,从分波态密度分析来看的话,其中的氧原子具有较强的局域性,它与周围其他原子的杂化主要发生在能量约为-8eV处。”
实验室内,两个穿着白大褂的人正在交流着,而周围还有不少同样穿着白大褂的人。
这就是林晓组织起来的研究团队,专门负责攻克这个超导体。
交流的两个人,正是林晓和赵升,至于其他人,就是那些助理研究员了。
对于这些普通研究员们来说,能够加入到林晓的团队中,显然是一件好事情,到时候能有啥事情,都可以沾点光,所以这也算是在定光研究所做实验的福利之一,说不定一个运气好,就能跟他们的林所长混一个项目了。
就比如这一次,根据林晓的说法,他们研究的这个东西是一个高温超导体,而且还是能够进行弯折的那种,并且其他临界参数似乎都还挺不错,要是能够搞出来,那意义可是相当之大的。
只不过唯一的问题就是,这个东西有点太难搞了。
这些普通研究员们都坐在那,要么抓着脑袋思考着接下来该怎么做,要么就看着林晓和赵升,期待他们能指明未来的方向。
而林晓和赵升此时则盯着电脑上面的计算结果,双双摸着下巴,陷入了思索之中。
他们两个都对计算材料有所造诣,所以都比较喜欢用计算材料学的方式,来为合成方法做辅助。
就这样,思考了许久后,赵升忽然说道:“不管怎么看,我都不觉得这玩意儿能存在,话说回来,林教授,你这个东西的结构模型都是计算模拟出来的?”
他还是有些疑惑,林晓到底是怎么搞出这种东西出来的,尤其是眼前的这个模型。
林晓没有回答,只是说道:“其实我觉得吧,重点就在这个氧原子上了,氧原子失电子得电子的模型,还需要继续细化。”
“嗯……但如果这么考虑的话,这两者结合的方式就实在有些太奇怪了。”
“感觉就像……”林晓顿了好一会儿,忽然眼睛一亮:“就像被使劲压了一下?”
“嗯……这么形容也确实有些相像。”赵升点点头,紧皱着眉头说道:“感觉就像是,原本这些原子之间是形成不了化学键的,但是因为被压了一下,然后吸引力就克服了斥力,然后连接在了一起!”
“没错。”
林晓的眼睛越发亮了起来,半晌后,他忽然说道:“我先出去一下,你在这里看一下吧。”
“怎么了?”赵升不由问道,他们这时候不是都说到关键点了吗?
不过林晓已经转身离开了实验室,见到这一幕,赵升也只有放弃,重新看起了计算机上面的东西。
这个玩意儿,果然和当初研究RDX纯硅晶体一样,根本就很难看到成功的可能性。
当然,林晓刚才说的压力,倒是很有意思。
……
林晓离开了实验室,来到了他自己的办公室里面。
之所以要离开实验室,便是因为他临时提出的这个关于压力的想法,让他脑海中闪过了灵感。
在他的超导机制模型中,虽然没有关于压力的陈述,但是却有关于超导态下电子结合的压力陈述。
“就像是在压力的影响之下,电子之间结合成了电子对,然后在压力恢复之后,又会因为内部其他电磁力的影响,导致这些电子对不会失去束缚……这就等于说,超导态得以保存下来!”
心中越想越亮,林晓估摸着,系统奖励他的那段常温超导体,就是因为这种原因,才得以在常温下保持超导的!
“这就等于说,在制备这个铁基铜酸盐超导体的时候,如果能够加上足够的压力,就有可能让铜酸盐中的氧离子继续失去电子,然后和铁基材料发生结合!”
想到这,林晓顿时感觉自己仿佛找到了制备这个常温超导体的方法。
“那么……需要的压力,是多少呢?”
对于这个问题,除了需要电子拓扑成键理论的计算,同时还要用到超导机制模型来计算,这也是为什么他没有留在实验室中,现在,超导机制模型,全世界仍然只有他一个人掌握。
不再多想,他直接开始计算起来。
几乎是不加思考的就写出了一大堆算式,然后在很短的时间中,他得到了答案。
“至少需要23.3个标准大气压吗?”
林晓眉头一皱,这个大气压相比较那种通过高压达到超导所需要的压强还算是比较少的,不过,如果真要在这种环境下进行生产的话,那成本可就蹭蹭上涨了。
不过最后,他释怀了。
这可是常温超导体,成本高一点又如何,只要一旦大规模生产起来,随着边际成本不断下降,即使刚开始成本高,到最后也未尝不会达到一个普遍都能接受的程度。
想到此,他立马起身,重新回到了实验室,对赵升说道:“想要造出这个东西,我们需要加压生产。”
“加压生产?”
“嗯,在一定的压力下,我想,这两个原来不会发生反应的东西,现在应该发生反应了。”
听到林晓这么说,赵升回想起他们刚才的猜测,最后点点头:“我想,确实有这个可能。”
“嗯。”
……
做出了决定,接下来他们自然就是要开始搭建这个高压反应炉了。
这个问题并不困难,尤其是对于他们这些理工男来说,动手能力都是杠杠的。
于是,又大概花费了十天的时间,订购了各种需要用到的材料和电子部件,然后又花费了大概七天的时间,一个略显简陋的高压反应炉就完成了。