林小镜把任务书放在桌上,打开电脑,开始查文献。她没说话。不需要说。她从国防科大带来的习惯——先做,做完再说。郑技术员站在旁边,等着她分配任务。她看了他一眼,说:“帮我把那台喷涂设备的参数手册拿来。”郑技术员去拿手册了。她打开一个空白文档,写下今天的日期,然后开始列清单。需要买的材料——氧化钇粉末、氧化锆粉末、钨基片。需要调的设备——等离子体喷涂系统、等离子体测试系统。需要做的实验——不同参数下的涂层制备、不同温度下的烧蚀测试、不同厚度下的结合强度测试。她列了三十项,每一项后面都留了空格,等做完打勾。
材料所的人来送基片的时候,多看了她两眼。基片是钨的,直径两厘米,厚度两毫米,表面抛光,亮得像镜子。林小镜接过基片,检查了一遍,没有划痕,没有污渍。她在本子上记下批次号,签了接收单。送材料的人走了,她开始清洗基片。丙酮、乙醇、去离子水,每个洗三遍,超声震荡,氮气吹干。她把洗好的基片放在培养皿里,盖上盖子,贴上标签。
郑技术员把参数手册拿来了。林小镜翻开,找到喷涂参数那一章。送粉速率、电弧电流、喷涂距离、基体温度,每一个参数都影响涂层的质量。她需要找到一个最优的组合。不是一次能找到的,需要试。她准备好第一组参数——送粉速率10克每分钟,电弧电流500安培,喷涂距离100毫米,基体温度200度。她把基片固定在样品台上,启动设备。电弧点燃了,声音很大,像飞机起飞。粉末被送进等离子体火焰中,熔化,加速,撞击基片,凝固。一层一层地堆积,几秒钟就完成了。涂层厚度约100微米,表面光滑,没有裂纹。她关掉设备,等样品冷却。
测厚度,100微米。测硬度,1200维氏。测结合强度,30兆帕。数据不错,但她不满意。她想要更好的。她调整参数,再做一组。送粉速率降到8克每分钟,电弧电流升到550安培,喷涂距离降到80毫米,基体温度升到250度。涂层厚度降到80微米,硬度升到1400维氏,结合强度升到35兆帕。好了一点,但还不够。她再调整参数,再做一组。送粉速率降到6克每分钟,电弧电流升到600安培,喷涂距离降到60毫米,基体温度升到300度。涂层厚度降到60微米,硬度升到1600维氏,结合强度升到40兆帕。她看着数据,停了。这一组好。她把这组参数记在本子上,圈起来。
第一周,她做了二十组样品。每一组都标了编号,记录了参数,测了数据。好的留下,不好的扔掉。她留下了五组,参数不同,性能不同。她选了最好的一组,作为后续实验的基础。
第二周,她开始做烧蚀测试。把样品放进等离子体测试设备,设置温度、气压、时间。第一组,温度1500度,一小时。取出样品,测烧蚀深度。0.5微米。第二组,温度1800度,一小时。烧蚀深度0.8微米。第三组,温度2000度,一小时。烧蚀深度1.2微米。第四组,温度2200度,一小时。烧蚀深度2.0微米。第五组,温度2500度,一小时。烧蚀深度3.5微米。她把数据点画在图上,连成一条曲线。指数增长。温度越高,烧蚀越快。但3.5微米,比没有涂层的电极好太多了。没有涂层的电极,在2500度下一小时,烧蚀深度超过100微米。她做到了,但还不够。
第三周,她开始做梯度涂层。不是一层,是很多层。每一层的成分逐渐变化。她用了十层,从底层的纯钨,到过渡层的钨/氧化锆复合,到中间层的纯氧化锆,到过渡层的氧化锆/氧化钇复合,到面层的纯氧化钇。每一层的厚度都控制在10微米左右,总厚度100微米。制备难度很大,参数需要精确控制。她失败了三次。第一次,涂层剥落。第二次,涂层太厚。第三次,涂层不均匀。第四次,成功了。涂层表面光滑,没有裂纹,结合强度高。她把样品放进测试设备,2500度,一小时。烧蚀深度0.08微米。比单层涂层好了一个数量级。
她把数据拿给周明远看。周明远看了,沉默了很久。“0.08微米?你确定?”
“确定。测了三遍,平均值0.08,标准差0.01。”
周明远看着她。“你知道这意味着什么吗?”
“知道。电极寿命延长一百倍。”
“不止一百倍。是两百五十倍。没有涂层的电极,烧蚀深度100微米。你是0.08。提高了1250倍。”周明远停顿了一下,“这个项目,可以写一篇顶刊论文。”
林小镜点了点头。她回到办公室,开始写论文。她用了两周,写了一篇三十页的论文,标题是“梯度涂层对MPDT推进器电极的保护性能研究”。她把初稿发给周明远,周明远改了一周,改完说“投”。她投了《自然·材料》。
论文投出去那天,材料所的赵研究员来实验室找她。他站在门口,手里拿着一份论文预印本——林小镜的那篇。他看着她,说:“这个结果,真的是你做出来的?”林小镜说:“是。”赵研究员沉默了很久。然后他说:“我做了十年涂层,没做出你这个结果。”他把预印本放在桌上,转身走了。
郑技术员看着他的背影,说:“他这是服软了?”林小镜没说话。她低下头,继续做实验。因为还有下一个目标。她要做的是空间折叠,不是涂层。涂层只是边角料,她把边角料做成了主菜。但主菜还在后面。她不能停。