第150章 失败的数据
改造后的冲击试验机发出低沉的嗡鸣。摆锤扬起时,机械部件摩擦的声音在狭小的实验室内回荡。何雨泽屏住呼吸,目光紧紧锁定那块即将接受考验的材料试片。
“释放!”
摆锤落下,撞击声比上次更加沉闷。与此同时,光线示波器的光束在感光纸上划出一道复杂的曲线——先是急剧上升的峰值,随后剧烈震荡,最终归于平直。
试片依然裂开了,但这次是裂成两大块和若干小碎片,断面呈现出不同的特征。
“快,把记录纸取下来!”何雨泽急切地说。
小陈小心翼翼地从示波器中取出感光纸,经过简易的显影处理,一条承载着材料全部“临终”信息的曲线呈现在众人面前。
何雨泽俯身仔细研究这条曲线。曲线初始阶段的陡峭上升代表材料承受冲击的瞬间响应,峰值高度反映材料抵抗初始冲击的能力。
随后的震荡阶段则揭示了裂纹产生和扩展的过程,说明材料在破坏过程中发生了复杂的能量吸收行为。
“你们看这里,”何雨泽用手指着曲线上的一个特殊拐点,“在峰值之后,曲线没有立即下降,而是维持了一个短暂平台,然后才进入震荡阶段。这说明什么?”
老刘凑近观察:“材料在初始冲击后没有立即破坏,而是……发生了某种形变?”
“不完全对,”何雨泽眼中闪过思索的光芒,“根据分析,这很可能是一种微裂纹的扩散缓冲机制。材料中的陶瓷相在承受冲击时产生微裂纹,但这些裂纹没有立即贯通,而是被金属相的塑性变形所阻碍和吸收。”
他走到黑板前,迅速画出示意图:“我们设想的结构是金属基体中均匀分布着陶瓷增强相。理想情况下,冲击能量应该被这样分散:首先,陶瓷相通过自身的微裂纹萌生吸收部分能量;其次,金属相的塑性变形吸收更多能量;最后,两相界面处的特殊过渡层能够偏转裂纹扩展路径,延长破坏过程。”
“但从测试结果看,”王技术员指着裂开的试片,“现实并不理想。”
“是的,”何雨泽坦然承认,“我们的制备工艺还不够精细。你看这个断面,”他拿起一片碎片,“陶瓷颗粒的分布不均匀,有些区域聚集过多,形成了脆性薄弱区;而金属相与陶瓷相的界面结合也不够理想,存在微小的缺陷。”
接下来的三天,团队进行了十七次冲击试验,测试了不同配比、不同工艺制备的试片。每次试验后,何雨泽都会仔细分析载荷-时间曲线,并与试片的断裂形貌对照研究。
失败的数据堆积如山。
有些试片太脆,曲线峰值极高但几乎无震荡阶段;有些试片过软,峰值低且破坏过程漫长但吸收的总能量有限;还有些试片出现了奇怪的曲线特征,表明内部存在严重的缺陷。
“何所长,我们已经试了所有能想到的配比。”小陈疲惫地揉着眼睛,“是不是这个方向本身就走不通?”
“是时候把真正的数据拿出来了,这些失败的数据已经差不多了,在不拿出来,这几个人估计就熬不住了。”
他走回试验台,打开记录本,上面密密麻麻写满了数据和观察记录:“我们已经排除了十七种不合适的方案,这本身就是进展。现在,让我们总结一下这些失败告诉了我们什么。”
团队重新振作精神,围拢到何雨泽身边。
“首先,简单的金属-陶瓷机械混合行不通,我们需要更精细的复合结构。”
“其次,两相界面是关键,必须找到改善界面结合的方法。”
“第三,材料的微观组织均匀性至关重要,这取决于我们的制备工艺。”
“最后,”何雨泽停顿了一下,“我们可能需要引入第三种组分,一种能够在金属与陶瓷之间起到‘桥梁’作用的过渡相。”
这个想法让所有人都愣住了。
“第三种组分?那会是什么?”老刘问道。
何雨泽走到材料箱前,取出一小袋银灰色的粉末:“我一直在思考这个问题。大家看,这是我们之前没有使用过的一种材料。”
“陶瓷粉末?它不是只会让材料更脆吗?”
“通常是的,”何雨泽点头,“但如果我们将这种多孔陶瓷预先浸渍金属熔体,让它变成一种‘金属化的陶瓷骨架’,然后以这种复合颗粒的形式加入到基体中呢?”
他再次在黑板上画图:“想象一下,在金属基体中,我们不仅分散着坚硬的陶瓷增强颗粒,还有这些‘金属-陶瓷复合颗粒’。它们本身具有多级结构:宏观上是陶瓷骨架,微观上骨架的孔隙中填充着金属。当裂纹扩展到这种颗粒时,会发生什么?”
王技术员眼睛一亮:“裂纹会遇到复杂的路径选择!它可能穿过陶瓷骨架,可能沿着金属-陶瓷界面扩展,也可能被迫绕行……总之,破坏过程会被大大复杂化,吸收更多的能量!”
“正是如此!”何雨泽兴奋地说,“而且这种多孔结构还能在一定程度上容纳金属基体的热膨胀,缓解热应力。这对于在温差变化剧烈的海洋环境中服役的材料来说至关重要。”
何雨泽终于在团队所有人,快顶不住的时候,将这份“真正”的数据拿了出来。
这一次,他的目的很简单。最多再经过5次“失败”之后,成功的产品必须摆在桌子上。
这样既能挽回团队所有人的信心,也能帮助自己尽快开展下一步的研究。
“同志们,接下来,我们就开始按照这个思路进行研究,不过再次之前呢。 我要给大家放个假,今天开始,大家休息一天,调整一下情绪。我也给大家破个例,想喝酒的今天晚上来我的宿舍。但是一点,不允许喝多了。”
大家一听瞬间精神起来,尤其是团队里面那两个“酒鬼”,如果不是研究的特殊性,估计两人早就倒下去了。
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