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从仿星器区域的负五层上到负三层材料实验室,站在门口等待一秒验证权限,陆毅走了进去。
“胡哥,怎么样?”走进材料实验室,操作台上,一根头发丝大小的细线吸引了陆毅的注意。
“老板,性能很好!”
看到陆毅过来,胡枫拿了一份刚刚出炉的检测报告,激动地道:“超导临界温度101k,超导临界电流是螺旋石7-x仿星器上面使用的氧化铜超导材料的1.98倍,临界磁场强度是氧化铜的1.69倍,实际导热性能是纯铜的7.61倍!”
“导热性能是纯铜的7.61倍?”
陆毅惊讶了下,但随即又恍然,在工业领域,石墨烯本来就经常做为一种昂贵高效的导热剂使用。
导热性能好,意味做冷却使用的液氦系统能大幅度缩小空间,这样仿星器外磁场线圈能更加密集,产生的磁场强度更高。
临界电流和临界磁场参数越好,那意味可以通过更强大的电流,单位空间产生更强大的磁场,这对磁约束的稳定有很大的作用。
陆毅来到隧道扫描显微镜上,看着上面显示的超导石墨烯导线的原子分布结构。
大量的碳原子以六边形的形状,排列形成一张张六格花纹的网,这网的整体形状如菱形,菱角却又带有弧度。
网与网之间纵向错位1.05°的堆叠,沿着垂直方向拉出一条长长的圆柱,整齐的如同一件艺术品。
“胡哥,怎么看这中间没有碳纳米管去掉的圆孔,你们这是改良了实验思路?”
陆毅看了一会儿,指着模拟图像上中间不见圆孔的石墨烯带,有些好奇的询问。
按照开始的实验思路,需要在超导石墨烯生成后,再去掉中间的碳纳米管,这样必定会在中间留下痕迹,但现在什么痕迹都没有。
“是换了实验思路,开始为了不让碳纳米管因为弹性恢复,导致石墨烯层失去错位重叠角度而去掉碳纳米管时,我们采用的是化学置换溶解和机械剥离的方法。
不过经过实际操作,发现这两种办法都不行。
机械剥离需要在石墨烯刚刚生成固定的瞬间进行剥离,否则中心的碳纳米管就会和石墨烯带相互粘连在一起。
这对时间要求很严格,另外碳纳米管直径太小,操作精度要求也很严格,所以这种办法被淘汰了。
化学置换的方法,因为石墨烯带和碳纳米管都属于碳材料,能置换溶解碳纳米管的化合物也能对生成的石墨烯带造成影响。
经过试验后,这种方法能制备的超导石墨烯导线长度很短,需要多条驳接才能达到宏观需求。
并且因为是置换溶解也会对石墨烯造成影响,导致制备出来的导线很难控制品质,严重的甚至会产生石墨烯层断层从而失去超导性质。
两种办法失败后,经过多次试验研究,最终采用的是把两根碳纳米管生长线并列,却又互相正负调整弯曲弧度。
这一个弯曲弧度刚好能使生长在上面的石墨烯层倾斜0.52°,两根碳纳米管生长线的弧度互相正负,最终才有化学气相沉淀法在两根碳纳米管上定向生长石墨烯层。
初期石墨烯层结构形态未彻底固定之前,缓缓把两根碳纳米管的距离拉开,让石墨烯层沿着拉开的方向继续生长,最终中间重叠部位就能实现1.05°错位重叠的超导石墨烯。
用这一个方法,一开始距离拉开会让石墨烯层生长歪斜,我们试验了12天才找到能够拉生长出数千纳米宽度的石墨烯带,从而完成超导石墨烯导线的制取。
现在老板你看到的是结构稳定后,把非重叠结合部分切割截取后留下的超导石墨烯导线。”
陆毅点点头,问道:“成本呢?成本是多少,改良了制备工艺,那能不能应用到工业大规模制备上面?”
明白了这根超导石墨烯导线的诞生过程,陆毅问题另两个至关重要的问题。
成本,还有能不能工业化批量制备。
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