秦安國帶著答復(fù)離去,張平祥院士留了下來,準(zhǔn)備在川海材料研究所這邊參與高溫銅碳銀復(fù)合超導(dǎo)材料的優(yōu)化工作。
一位院士大佬,還是超導(dǎo)材料領(lǐng)域奠基人級(jí)別的大牛加入,讓研究所都活躍了不少。
一些膽子大一些,在學(xué)術(shù)上有上進(jìn)心一點(diǎn)的研究員,在知道這位大佬的身份后,就開始湊近乎請(qǐng)教問題了。
對(duì)于張平祥來說,只要是和超導(dǎo)材料方面有關(guān)的問題,他是來者不拒。這是一位沉迷于超導(dǎo)材料領(lǐng)域的真正學(xué)者,有著一顆永遠(yuǎn)向上攀登的心。
當(dāng)然,在正常情況下的時(shí)候,實(shí)驗(yàn)室有研究員找徐川交流問題,徐川也不會(huì)拒絕。
但大部分的時(shí)候,他都不在實(shí)驗(yàn)室中。
正如樊鵬越所說的一樣,這就是個(gè)甩手掌柜,什么時(shí)候想起來了或者需要了,就來臨幸一下,用完了就走。
所以實(shí)驗(yàn)室里面的研究員想要找徐川請(qǐng)教問題,大部分時(shí)候都找不到人。
現(xiàn)在多了個(gè)新大佬,這不抓住機(jī)會(huì),就錯(cuò)過了后悔莫及。
張平祥院士主動(dòng)請(qǐng)求留下來研究優(yōu)化銅碳銀復(fù)合材料,雖說讓他徐川將其當(dāng)做實(shí)驗(yàn)室的普通研究員來看就行,但徐川怎么可能做出這樣的安排。
院士級(jí)別的大牛,出差的費(fèi)用已經(jīng)沒法用錢來計(jì)算了。
好在樊鵬越面對(duì)這種事有著充足的處理經(jīng)驗(yàn),他讀博期間跟著陳正平,這類事情基本都是他處理的。
至于徐川,他沒管這些。
在張平祥院士來后,他就差不多住研究所了,兩人在實(shí)驗(yàn)室中不斷的交流著想法和意見,去尋找一條優(yōu)化高溫銅碳銀復(fù)合超導(dǎo)材料物理性能的路線。
“通過納米技術(shù)摻雜一些氧化鋯如何?氧化鋯本身在超低溫的情況下就是一種超導(dǎo)材料,它的超導(dǎo)原理來源于扭轉(zhuǎn)晶構(gòu),從理論上來說,應(yīng)該很適合你這種銅碳銀材料。”
實(shí)驗(yàn)室中,張平祥院士看著電腦屏幕上的數(shù)據(jù),思索了一下后開口道。
徐川想了想,道:“可以試一試,不過我感覺希望不是很大。可惜氧化鋯的機(jī)理數(shù)據(jù)并沒有錄入材料模型中去,無法通過模型做一下模擬。”
最近這些天,他都在和張平祥交流如何改變銅碳銀復(fù)合材料脆性的方法。
相比于金屬而言,脆、難以變形是陶瓷的一大特點(diǎn),為了改善陶瓷的脆性、提高其韌性,目前一般采取降低晶粒尺寸,使其亞微米或納米化來提高塑性和韌性。
或者采取摻雜氧化鋯增韌、相變?cè)鲰g、纖維增韌或顆粒原位生長增強(qiáng)等有效途徑來改善。
但這些手段放到其他陶瓷材料上還行,放到超導(dǎo)材料上,就很難行得通了。
因?yàn)楦邷爻瑢?dǎo)材料的超導(dǎo)機(jī)理,本身就來源于電子與電子之間的強(qiáng)關(guān)聯(lián)效應(yīng)。如果摻雜其他的材料或者改變晶粒尺寸與結(jié)構(gòu)的話,很有可能會(huì)直接導(dǎo)致超導(dǎo)性失效或降低。
如果降低幅度不大的話,還是能接受的。但就他以目前的數(shù)據(jù)來看,這個(gè)幅度降低的程度恐怕會(huì)相當(dāng)高。
聞言,張平祥感興趣的問道:“你那個(gè)模型,如果真要能完善出來,怕是能徹底顛覆材料界的研究方式,只是要想做到很難。”
“而且隨著材料的機(jī)理數(shù)據(jù)添加越來越多,模型的體積也會(huì)越來越龐大,現(xiàn)有的超算恐怕會(huì)很快就帶不動(dòng)這個(gè)模型,或許量子計(jì)算機(jī)才是它的歸途。”
這幾天,在川海材料研究所中,他不僅和眼前這位交流了很多關(guān)于超導(dǎo)材料方面的知識(shí),也更見識(shí)到了真正的‘大殺器’。
盡管眼前那份模型能起到的作用還極其有限,但它在材料研究領(lǐng)域,已經(jīng)開辟出了一條全新的道路。
在以往材料的研究過程中,針對(duì)一種新材料的研究一般都是根據(jù)經(jīng)驗(yàn)來摸索的。
雖然計(jì)算機(jī)模擬也能在這個(gè)過程中起到一定的輔助作用,比如利用計(jì)算機(jī)模擬技術(shù)對(duì)材料的性質(zhì)和行為進(jìn)行預(yù)測和分析。
這個(gè)環(huán)節(jié)包括理論計(jì)算、分子動(dòng)力學(xué)模擬和有限元分析等等。但實(shí)際上,模擬出來的結(jié)果其實(shí)準(zhǔn)確度并不是很高,在整個(gè)材料的研究過程中起到的作用還是相當(dāng)有限的。
而川海材料研究所內(nèi)的這個(gè)模型則不同,它是根據(jù)材料的機(jī)理來從根源上做推衍的,能在計(jì)算機(jī)和模型的幫助下,直接模擬整個(gè)合成過程。
老實(shí)說,搞材料,基本都想過做這種事情,但沒人能做到。
因?yàn)閿?shù)學(xué)功底不夠,要從材料的機(jī)理建立一個(gè)針對(duì)材料研究的數(shù)學(xué)模型,難度實(shí)在太大了。
也就眼前這位,有這個(gè)能力,還有這個(gè)心思了。
徐川笑著說道:“這個(gè)以后再來煩惱吧,至少目前它能給我們提供不少的幫助。”
頓了頓,他接著道:“至于氧化鋯的摻雜,可以安排研究員做一下實(shí)驗(yàn),看看效果如何。”
張平祥道:“這個(gè)實(shí)驗(yàn)我親自來做吧,老實(shí)說我還挺看好它的。”
這些天,他和眼前這名年輕學(xué)者的交流很多,在見識(shí)到了他在材料學(xué)方面的廣泛學(xué)識(shí)外,內(nèi)心也起了一些比較的想法。
畢竟到了他這個(gè)層次,可以說是站在了超導(dǎo)材料領(lǐng)域的金字塔頂。
俗話說,文無第一,武無第二,他也想試試看到底是沉浸于超導(dǎo)材料領(lǐng)域幾十年的自己更強(qiáng),還是眼前這位突破高溫超導(dǎo)材料記錄的年輕人更強(qiáng)。
聞言,徐川笑了笑,也沒太在意。搞科研的,有一顆不服輸?shù)男脑僬2贿^了。
“都行,慢慢來吧,不急,要想保留超導(dǎo)特性的同時(shí)還要改變它的部分物理性能,這難度不比重新研發(fā)一種新的高溫超導(dǎo)材料低。”
張平祥點(diǎn)了點(diǎn)頭,道:“沒事,我過來就是為了在高溫超導(dǎo)材料領(lǐng)域能有所突破的,只要有希望,都可以去嘗試。”
想了想,他又接著問道:“如果氧化鋯摻雜效果不行,你有沒有其他的想法?”
聞言,徐川思忖了一下,道:“要說想法,這些天咱們一直都在研究這個(gè),不可能說沒有。相比較摻雜,我可能更看好鍍層一點(diǎn)。”
張平祥想了想,微微皺眉道:“在一般的離子鍍反應(yīng)沉積硬質(zhì)涂層過程中,常常存在熔滴現(xiàn)象,這些熔滴以金屬相的形式存在涂層中,對(duì)釋放涂層的內(nèi)應(yīng)力相改善韌性有一定的作用。”
“但熔滴的金屬相尺寸較大(在微米數(shù)量級(jí))且隨機(jī)分布(沒有均勻分布),不僅降低涂層的硬度而且耐腐蝕和抗氧化性能顯著下降,因此不是硬質(zhì)與超硬涂層增韌的有效方法。”
“如果想要通過鍍層來增強(qiáng)高溫銅碳銀復(fù)合材料的韌性,恐怕很難做到。甚至,它還可以在一定程度上破壞表面晶構(gòu),造成超導(dǎo)失效。”
“不過既然伱提出了這個(gè)想法,肯定是有其他的方式的,是什么?”
徐川笑了笑,道:“沒錯(cuò),無論是傳統(tǒng)的鍍層手段還是離子濺射,都可能無法解決高溫銅碳銀復(fù)合材料的韌性問題。甚至?xí)驗(yàn)殄儗佣鴮?dǎo)致?lián)诫s問題。”
“但我們可以換種思路,既然熔滴會(huì)產(chǎn)生金屬相,那就讓它不產(chǎn)生好了。”
“而在傳統(tǒng)的陶瓷材料增韌手段中,就有一種這樣的方式。”
聞言,張平祥脫口而出道:“晶須(纖維)增韌!”
徐川笑著點(diǎn)頭,接著道:“沒錯(cuò),晶須(纖維)增韌的機(jī)制主要是晶須或纖維在拔出和斷裂時(shí),都要消耗一定的能量,有利于阻止裂紋的擴(kuò)展,提高材料斷裂韌性。”
“而且增韌材料與原本基材的結(jié)合不是簡單混合,它是一個(gè)有機(jī)的復(fù)合體,通過極薄的界面有機(jī)地結(jié)合在一起,然后再改善界面與基體的結(jié)合強(qiáng)度。”
“這樣一來,它應(yīng)該能解決熔滴金屬相與摻雜導(dǎo)致的原材料晶構(gòu)破壞問題,再加上它類似于薄膜復(fù)合的性質(zhì),也并不會(huì)很大的影響超導(dǎo)材料本身傳遞電子。”
“只是,要尋找合適的增韌材料,恐怕.”
張平祥接過話語,繼續(xù)道:“恐怕難度很大。使用晶須(纖維)增韌,那么起增強(qiáng)作用的材料的彈性系數(shù)必須高于原有基體;且增韌與基體之間必須是相容的。”
“第一個(gè)條件還好說,比陶瓷系列材料彈性系數(shù)高的材料有很多;但第二個(gè)條件就比較麻煩了,因?yàn)槌瑢?dǎo)材料的特性,如果相容的話,這可能會(huì)導(dǎo)致超導(dǎo)能隙失效的。”
徐川笑道:“可以只處理一面,保留另一面的完整性。”
張平祥思索了一下,道:“的確可以,只是單面處理的效果可能沒那么好。但是對(duì)于高溫銅碳銀復(fù)合超導(dǎo)材料來說,只要能提升一定的系數(shù)就足夠了。”
“這種方式還真說不定可行,只是選用哪種材料當(dāng)做晶須(纖維)增韌材料需要好好考慮一下了。”
摸了摸下巴上的胡渣,這位張?jiān)菏肯萑肓顺了贾校腠懀蝗换剡^神來看向徐川:“既然你提出了這種辦法,肯定想過使用哪種材料作為增韌材料吧?”
徐川笑著點(diǎn)了點(diǎn)頭,道:“的確有考慮過。”
“什么材料?”張平祥迅速追問道。
“石墨烯!”