江州,超精密加工中心。
“刺啦”
一声极其细微,但在工程师耳朵里如同雷鸣般刺耳的摩擦声,打破了恒温车间的宁静。
操作员猛地拍下急停按钮。
打开磁流变抛光机的防护罩,取出那块刚刚磨了一半的萤石镜片。
在强光灯的照射下,镜片中心,出现了一道长约2厘米,深约50纳米的划痕。
“废了。”
王海冰的声音在颤抖。
这块镜片,是经过了三个月生长、两周粗磨的半成品,价值超过500万人民币。
就在这一秒钟,变成了废玻璃。
“原因?”林远面无表情,盯着那道划痕。
“团聚。”
负责工艺的工程师,用镊子从抛光轮的回收槽里,夹起一小团黑色的泥状物。
“我们的磁流变液,失效了。”
“这是我们用国产铁粉调配的替代品。刚开始还行,但运行了4小时后,铁粉颗粒开始生锈、粘连,形成了直径超过10微米的硬团块。”
“这些团块就像沙砾一样,瞬间划伤了镜面。”
“而且,”工程师指着沉淀桶底部,“铁粉太重,全都沉底了。上面的液体变成了水,下面的变成了泥。磁场根本控制不住。”
美国qEd公司的原装液,放一个月都不沉淀,用一年都不生锈。
国产的,4小时就崩了。
这就是差距。
“这就是基础材料的代差。”汉斯叹了口气,“没有合格的血液,再好的心脏也会停跳。”
林远看着那桶废液。
“既然买不到,那就造。”
“去包头。”
“那里有最好的稀土,也有造磁性材料最好的专家。”
内蒙古,包头,稀土研究院。
这里是全球稀土应用的科研高地。林远见到了马教授,国内磁性材料的顶级专家。
“你要造mRF?”马教授看着林远的需求单,眉头紧锁,“核心是羰基铁粉。”
“这种粉,不是磨出来的,是长出来的。”
马教授在黑板上写下了一个化学方程式:
Fe + 5co ? Fe(co)5
Fe(co)5 (气态) → Fe (固态) + 5co
“首先,用海绵铁和一氧化碳,在高温高压下反应,生成五羰基铁。”
“这是一种剧毒液体,挥发性极强。吸入几毫克就能致人死亡,毒性比氰化钾还大。然后,将五羰基铁气化,在热分解塔里,让它瞬间分解,还原成纯铁原子。这些铁原子,会在空中通过成核-生长过程,长成一个个完美洋葱状层状结构的微球。”
“难点在于粒径控制。”
“mRF要求的粒径是3-5微米。大了不行,小了也不行。”
“而在热分解塔里,气流、温度、压力,任何一个参数波动万分之一,长出来的就是土豆,而不是珍珠。”
“美国巴斯夫垄断了这种工艺。他们的良品率是90%。我们国内的……”马教授苦笑,“良品率不到10%。而且形状不圆,容易划伤镜片。”
“那就用AI控温。”林远看向汪韬。
“把江钢的数字孪生技术,用到热分解塔上!”
江钢化工部,特种气体车间。
这里被改造成了临时的羰基铁粉生产线。警报灯闪烁,所有人都穿着重型防化服,背着氧气瓶。
空气中只要有0.1ppm的五羰基铁泄漏,报警器就会尖叫。
“启动热分解塔。”
“温度:280c。”
“压力:0.1 mpa。”
“co气体流速:100 L\/min。”
盘古模型接管了控制权。
它通过高速摄像机,实时监控沉降室里粉末的形态,并微秒级调节加热器的功率。
“粒径偏大!降低塔顶温度0.5度!”
“形貌畸变!增加co稀释气流量!”
这是一场在剧毒环境下的精密舞蹈。
三天后。
第一批粉末出炉。
电子显微镜下。
一颗颗直径4微米的铁球,圆润、光滑,像珍珠一样散落在视野里。
球形度:98%。
粒径分布:d50 = 3.8微米。
“成了!”马教授惊叹,“这比巴斯夫的还要圆!”
但是,这只是第一步。
铁粉有了,但铁会生锈。
在水基抛光液里,微米级的铁粉,几分钟就会氧化成三氧化二铁。铁锈是硬的,也是划伤镜片的元凶。
“必须包覆。”马教授指着那些铁球。
“我们要给每一颗铁球,穿上一层防弹衣。”
“这层衣服,既要绝缘,又要耐磨,还要极薄。”
“厚度要求:< 10纳米。”
“用什么包?”林远问。
“二氧化硅。”马教授回答,“也就是玻璃。”
“用溶胶-凝胶法。”
“把铁粉扔进正硅酸乙酯溶液里,水解,缩合,在铁球表面长出一层玻璃膜。”
“铁粉太重,在溶液里沉得快。还没等膜长好,它们就沉底结块了。”
“如果搅拌太快,膜又会被打碎。”
这是一个悬浮与包覆的矛盾。
“用流化床。”汉斯提出了德国方案。
“用热气流把铁粉吹起来,让它们悬浮在空中。”
“然后,喷射雾化的tEoS溶液。”
“在空中完成包覆!”
江州,实验室。
一台微型流化床反应器正在运行。
粉末像沸腾的开水一样在玻璃管里翻滚。
“喷雾启动。”
纳米级的液滴包裹了铁粉。
烘干,固化。
检测结果:
包覆率:100%。
膜厚:8纳米。
抗氧化测试:在酸性溶液中浸泡24小时,无锈蚀。
“防弹衣”穿上了。
铁粉搞定了,防锈搞定了。
最后,也是最难的一关:沉降。
铁的密度是7.8 g\/cm3。水的密度是1.0 g\/cm3。
根据斯托克斯定律,重物在液体中必然下沉。
如果抛光液里的铁粉沉底了,上面的液体就没了磁性,下面的泥巴会堵死喷头。
必须让它们悬浮起来。永远不沉。
“加增稠剂?”王海冰问,“像做果冻一样?”
“不行。”马教授摇头,“增稠剂会增加粘度。抛光液太粘,流动性就差,散热也差。我们需要的是触变性。”
“什么意思?”
“就是:静止时是固体,一动起来瞬间变液体。”
“就像牙膏。”
“我们需要一种特殊的流变助剂,来构建一个立体的网状结构,把铁粉托住。”
“美国人用的是一种特殊的纳米纤维素。那是杜邦的专利,我们没有。”
林远看着那些铁粉。
“既然没有纤维素……那我们就用稀土。”
他看向马教授。
“包头不是有全世界最好的稀土吗?”
“镧。”马教授眼睛一亮,“有机膨润土改性的镧配合物!”
“利用稀土离子的配位键,在液体里形成一种肉眼看不见的纳米支架。”
“这个支架很脆弱,稍微一搅动就断,一停下来又自动连接。”
“这是最高级的剪切稀化流体!”
包头稀土研究院的实验室里。
马教授小心翼翼地将几克白色的镧系粉末,倒入黑色的磁流变液中。
高速分散机搅拌了30分钟。
停机。
神奇的一幕发生了。
那杯原本像水一样流动的黑色液体,在静止后的几秒钟内,突然“凝固”了,像黑色的布丁一样。
即使把杯子倒过来,液体也不流出来。铁粉被死死地锁在里面,纹丝不动。
但是,只要用玻璃棒轻轻一搅。
“哗啦”
它瞬间又变成了水,流动性极佳。
“成功了!”马教授激动得手舞足蹈,“这是零沉降!比美国货还要稳!”
“这就是稀土的力量!”
AI控制的粒径 + 纳米玻璃包覆 + 稀土流变助剂。
三项黑科技,汇聚在江钢的反应釜里。
第一桶国产高性能磁流变液下线。
测试数据:
磁饱和强度: 2.4 tesla。
沉降率: < 0.1% \/ 月。
抛光效率: 提升20%。
表面粗糙度: 可达 0.3 nm RmS。
测试成绩远超美国同类产品。
林远看着那桶黑色的液体。
它在磁铁的靠近下,瞬间竖起无数根尖刺,像一只活着的刺猬。磁铁移开,它又瞬间化为一滩黑水。
这就是可控的流体。
江州,超精密加工中心。
那块被划伤的萤石镜片,再次被放上了机床。
喷头喷出黑色的国产mRF液。
磁场启动。
液体在接触镜片的一瞬间,变硬,形成了一个精准的柔性磨头。
“启动盘古驻留时间算法。”
磨头在划痕处反复拂过。
每一次,只带走几个原子层的材料。
一小时。
两小时。
划痕逐渐变浅,直至消失。
检测结果:RmS = 0.32nm。
完美修复!
而且,因为国产液的磁饱和强度更高,切削力更强,加工时间缩短了三分之一!
“我们不仅造出来了。”王海冰看着数据,声音哽咽,“我们还造得更好。”
林远站在机床前,长舒了一口气。
材料、设备、核心部件、耗材。
光刻机的所有拼图,终于凑齐了。
“通知山田光一。”
林远下令。
“high-NA物镜系统,正式总装。”
“我们要造出人类历史上第一台非EUV路线的3纳米光刻机。”
但就在这时,顾盼的手机响了。
他接通电话,脸色瞬间变得煞白。
“老板……”
“又怎么了?”
“孙大炮出事了。”
“他在视察新修的焦化厂时,发生了爆炸。”
“生死未卜。”
林远的心,猛地一缩。
焦化厂?
那是墨子材料的原料基地,也是磁流变液铁粉的来源地。
是事故?
还是人为?
林远的眼中,闪过一丝前所未有的杀意。
如果这是敌人的手段,那他们已经突破了底线。