“热量控制!关键是热量的控制和传导!”萨米尔盯着那块失败的、带着扭曲琉璃光泽的砖块,如同盯着一个难解的谜题。“我们需要的是整体均匀的烧结,而不是表面烧灼。”
他们尝试了在月壤中混合低熔点的添加剂来促进烧结,但添加剂的来源和成本又成了问题。他们尝试了不同粒径的月壤颗粒进行级配,希望留下热量传导的微观通道,效果微乎其微。
一次又一次的失败,消耗着时间和宝贵的能源。实验室旁边的废弃物堆里,各种奇形怪状、颜色黢黑的烧结失败品越堆越高。
转机来自一次意外的“污染”。一名研究员在搬运月壤样本时,不小心将一小撮用于静电纳米膜实验的、经过特殊处理的碳纳米管材料洒进了准备烧结的月壤模具中。由于碳纳米管极其昂贵,他们舍不得废弃那批原料,便抱着侥幸心理依旧进行了烧结实验。
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结果出乎所有人意料。
这次制成的砖块,虽然颜色因为碳纳米管的混入而显得更深,但其结构强度却有了惊人的提升!断裂面显示,内部烧结得更加均匀和致密。
“是碳纳米管!”萨米尔几乎是扑到了电子显微镜前观察断裂面,“它们形成了微观的导热网络!像毛细血管一样,将热量更快速、更均匀地传递到了月壤块内部!促进了整体烧结!”
然而,狂喜之后是更大的现实问题。碳纳米管的制备成本极高,产量有限,根本不可能用于大规模制砖。
“我们必须找到替代品!”萨米尔斩钉截铁,“一种在月球上更容易大量获取的、能起到类似导热介质作用的材料!”
他们几乎翻遍了月球已知的所有矿物清单和勘探报告。最终,目光落在了一种看似不起眼的东西上——月球极区水冰开采后残留的某些矿渣,以及月壤本身富含的钛铁矿和某些金属氧化物微粒。这些材料经过特定的电化学处理和纳米化研磨后,能否模拟出碳纳米管的部分导热效果?
新的实验开始了。方向是正确的,但过程依旧曲折。纳米化研磨的能耗、电化学处理的最佳参数、这些“月球本土添加剂”与不同来源月壤的最佳配比……无数个变量需要优化。
萨米尔几乎住在了实验室。他的眼睛因长期盯着高温烧结炉而布满血丝,手上沾满了洗不掉的月尘和焦黑。他时而对着数据板咆哮,时而陷入长时间的沉默思考。
终于,在经历了不知第几百次失败后,一个完美的配方诞生了。
采用来自风暴洋特定区域的细颗粒月壤,混合百分之五经过纳米化处理的钛铁矿渣作为导热介质,不加任何外来水分,使用经过精确聚焦和能量控制的太阳能炉阵列,在特定的升温-保温-降温曲线下进行烧结。
当烧结炉冷却完毕,打开炉门的那一刻,所有人都屏住了呼吸。