学霸的军工科研系统 第719节

　　常浩南看着面容憔悴的柳晨晨，也知道最近这段时间可是苦了对方，于是非常干脆地同意了：

　　“不过休假之前，得把栗亚波之前交给你那份清单上的东西给登记了。”

　　大概三个月之前，栗亚波表示想要研究复合材料微结构领域的课题，所以订购了一大堆设备和实验材料。

　　如今大部分东西已经陆陆续续到货，其中很多都要登记成为固定资产。

　　这个事实在不能拖。

　　“基本都已经弄完了。”

　　柳晨晨回答道：

　　“只有一台英国Taylor Hobson公司进口的表面测量仪还没到货，不过那个预计要排产到9月，下个学期都已经开学了。”

　　“那，假期愉快。”

　　常浩南毕竟也不是什么魔鬼，该给的假期还是要给的。

　　送走了几乎是一蹦一跳着出去的柳晨晨之后，常浩南也离开办公室，一路溜达到了距离不远的压气机研究中心——

　　由于校本部这块实在没办法再规划出一片地皮来盖楼，所以在搬到郊区的新场地之前，火炬实验室的实验项目都暂时放在这里。

　　好在压气机研究中心的人和设备也不太多，目前只有涡扇10项目的一批技术人员在这进行测试工作。

　　所以空间倒是足够。

　　……

　　当常浩南来到实验室的时候，栗亚波正在专心致志地操作着一台二氧化碳激光器。

　　前者凑过去看了看，发现操作台上放着一块已经铺织完成的黑色CFRP（碳纤维增强树脂基复合材料）层压板。

　　看上去是在进行烧蚀雕刻。

　　搁在二十多年后，这种设备将会进化成跟数控机床差不多，只要设定好参数就能全自动工作。

　　但眼下这会，计算机还是只能起到辅助作用，仍然需要一些手活来保证操作的精度。

　　所以常浩南只是站在栗亚波背后看着，并没有贸然出声。

　　否则后者一个手抖，可能一块几千块钱的板子就报废了。

　　火炬实验室确实财大气粗，但该节约的地方还是要节约一些。

　　直到大概半个小时过后，额头上已经渗出些许汗水的栗亚波总算结束了激光雕刻操作，把CFRP板从操作台上取了下来。

　　用肉眼……基本看不出跟刚才有什么区别。

　　所以在旁边不远处，就放着一台显微镜。

　　等搬到新实验室之后，常浩南肯定是要单独搞一个电镜中心的，只不过那种大型设备的搬迁极其麻烦，所以在本部这块，只能先用普通设备顶一顶。

　　好在碳基复材在表面观察这块要求不算苛刻，质量比较好的光学显微镜即可满足。

　　栗亚波正准备拿着手里的样品去检测，直到这个时候才发现身后的常浩南。

　　“老师？”

　　毫不意外地，他被吓了一跳：

　　“您什么时候来的？”

　　“嗯……有一会了。”

　　常浩南回答道：

　　“大概是你刚开始烧板子的时候就到了。”

　　“呼……”

　　栗亚波稍微平复了一下心情，然后一边走向显微镜一边解释道：

　　“我正在测试激光烧蚀对多余树脂基材料的去除情况。”

　　“因为在CFRP材料里面，碳纤维增强相和树脂材料基体相的热物性参数和光物性参数差异都很大，所以在完成铺层之后，一般会选择激光处理的方式选择性对基体相进行清除……”

　　常浩南没有打断对方，只是静静地听着。

　　尽管栗亚波说的这些他实际上都知道。

　　激光加工产生的热量会优先沿着碳纤维向材料内部扩散，由于碳纤维的传热性能与气化温度都高出一个数量级，所以当激光烧蚀的温度达到树脂基体的气化温度时，碳纤维仍能保持固体状态并稳定传导热量。

　　原理有点类似医学上用激光祛除黑色素进行美白。

　　不过对于栗亚波一个刚进实验室不久的科研萌新来说，一切都还处在新鲜状态，正是倾诉欲望最强烈的时候。

　　“呃……”

　　他滔滔不绝的声音戛然而止。

　　紧接着又轻轻叹了口气。

　　显然是显微镜观察的结果不是很满意。

　　“怎么了么？”

　　常浩南来到旁边，注意到这里已经堆了将近十张CFRP板。

　　其中有一张被单独放在了一个袋子里。

　　看来栗亚波已经在这个实验上耗费不少时间了。

　　“嗯……是这样，我发现虽然烧蚀过程中碳纤维不会跟着树脂基体一样气化掉，但随着激光连续辐照的时间变长，就会导致烧蚀切口附近的碳纤维被氧化。”

　　“虽然订购的表面测量仪还没到，但是哪怕靠光学显微镜，也能看出这种氧化会导致碳纤维材料的表面形貌发生变化，性能也会跟着变差。”

　　这其实很难称得上是一个成果，但考虑到栗亚波在上个月答辩结束之后先回了趟家，返校开始实验到现在总共也没多长时间，倒也算是个可喜的进度了。

第848章 栗亚波的发现

　　听完栗亚波的解释之后，常浩南也走上前去，凑到显微镜的目镜前面看了一眼。

　　果然发现CFRP板上的烧蚀点周围，碳纤维织物表层已经有些坑坑洼洼，只不过因为背景是一片黑色所以没办法看的更加清楚：

　　“好像有碳化……还有拉丝和开裂的现象？”

　　如果问题只有碳化，那还是比较好处理的。

　　直接参考焊接那边的思路，在惰性气体环境下加工就行了。

　　但还伴随着开裂的话，说明是材料本身的热属性问题，哪怕丢进真空加工也不行。

　　只能考虑从根本上解决问题。

　　“目视能看到的是这样。”

　　栗亚波点点头：

　　“另外，我也测过力学性能，发现静态强度，尤其是各向异性的拉伸强度会下降非常多，所以我怀疑材料内部还有因为胶质失效导致的分层问题，不过这个需要用探针才能具体看到了，我约到了下周。”

　　在实验室没有设备的情况下，就只能交给统一的检测机构，效率肯定会受到一些影响。

　　不过这个问题暂时无解，所以常浩南决定先关注其他方面。

　　“那降低标号用呢？”

　　他从旁边拿起一块CFRP板，对栗亚波问道。

　　就像一些有瑕疵的CPU会被屏蔽掉几个核心当成低一档的型号出售一样，如果加工失败的T700还能当T500用，那损耗率大一点也未必不能接受。

　　然而后者当即给出了否定的回答：

　　“也不行，性能劣化的程度非常不稳定，有时候在同一块板子的不同位置都能测出相差很大的性能参数，至少在航空航天领域肯定是不能冒这个险。”

　　“那好像确实没什么应用价值……”

　　常浩南只好放弃这個退而求其次的思路。

　　2000年这会，华夏还在从温饱线朝着总体小康努力，像什么碳纤维的自行车或者钓鱼竿之类的产品显然找不到市场。

　　这时候他突然想到了黎明厂那边的电火花加工技术，当初也是面临类似的问题。

　　只可惜碳纤维相比于金属要娇贵得多，像是开裂分层这种问题，显然没办法靠抛光打磨给救回来。

　　不过思路却可以借鉴。

　　“有没有考虑过用更细的激光束，然后用环切或者螺旋的轨迹把孔逐渐打出来？”

　　常浩南提议道：

　　“这样激光不是连续作用于同一个点上，烧蚀效果应该会减弱一些。”

　　“我试过。”

　　栗亚波从旁边的样品架上取下另外一块CFRP板交给常浩南。

　　相比于后者刚刚看到的那些，这块板子的厚度要薄很多。

　　与其说是一“块”，倒不如说是一“片”。

　　常浩南肉眼估了一下，厚度可能连一毫米都没有……

　　字面意义上的薄如蝉翼。

　　不过，如果说之前那些还只能被称之为进度，那他手里这块板子所代表的东西，就能算是正儿八经的成果了。

　　当然具体的应用价值另说。

　　“在0.5毫米或者更薄的板子上，这样确实可以起效。”

　　栗亚波说着小心翼翼地从常浩南手中把薄板接过来，对着实验室顶上的灯照了一下。

　　甚至微微能透亮。

　　然后才继续道：

　　“不过，对于这么薄的板子来说，哪怕机械加工也一样很容易，而且这种薄板本身也几乎没什么实用价值，连当飞机蒙皮都太薄。”

　　“但如果板子厚一点，比如到5毫米甚至1厘米，那无论是环切还是螺旋，又都没办法在一个周期里完成加工，而要是重复多次的话，那热效应是会累积的，最后的结果还是跟之前您看到的差不多。”

　　“另外，就是如果想要打孔，而不只是去除多余基底材料的话，那这种切割方式最大只能处理2mm的孔，无论是螺栓还是铆钉……不对，复合材料没有延展性，不方便打铆钉……总之就是后续的加工处理也很麻烦，到头来还不如拿专用刀具做机械清除。”

　　没错，碳纤维的应用量之所以很难提高，主要就是因为加工碳纤维的方式和加工金属几乎没区别。