第24章 攻坚第一天 三角洲:开局上交,国家给我护航
工程师们立刻行动。算法更新,新材料火速加工。二小时后再次测试,纠缠光源的稳定性曲线平滑得像一条直线,波动降低到0.3%以內。眾人看向总控室方向的眼神,已如同仰望神明。
更大的挑战是卫星的总体集成。量子通信模块、合成孔径雷达、高光谱成像仪、高速处理器、姿態控制、能源系统。
每一个子系统都是吞能巨兽和发热大户,还要在狭小的空间里和谐共处,互不干扰。
“散热!散热是最大的问题!”
热控主任急得嘴上起泡。
“按照现有布局,峰值功率下,核心区域的温度会超过120度!元器件会烧毁的!”
“重新设计散热通道。放弃传统的热管-辐射器模式,採用微流道相变冷却+定向电磁辐射复合方案。”
林枫调出b区的三维模型,手指在虚空中快速划动,一道道新的散热流道,一个个微型的相变材料腔室,一片片特殊角度的辐射板被添加到模型上。
“流道设计图,相变材料配方,辐射板涂层工艺已更新。另外,调整各子系统的工作时序,错开峰值功耗,这是优化后的任务调度表。”
新的设计方案下达到各个工位。微流道需要在金属结构上雷射刻蚀出比头髮丝还细的复杂三维通道,精度要求变態。相变材料的配方涉及十几种稀有元素的比例,分毫不差。辐射板的涂层需要在真空环境下多层镀膜,每一层的厚度和成分都至关重要。
秦晋川院士像钉子一样钉在总装车间,眼睛熬得通红,亲自盯著每一个关键步骤。
b3区(科研三区,固態电池)
b3的气氛又是另一番景象。这里充斥著高温炉、手套箱、轧机、涂布机的轰鸣,以及各种化学原料的特殊气味。
姚鸿毅院士的目標,是製备出能量密度高达3527 wh/kg的“磐石”固態电池样品,並建成一条微型示范製备线。
最大的拦路虎来自电解质材料。图纸给出的一种全新的硫化物-氧化物复合固態电解质体系,理论离子电导率极高,但製备条件极为苛刻,对杂质敏感到了令人髮指的程度。
“又失败了!烧结出来的电解质片不是开裂就是离子电导率不达標!”年轻的材料工程师几乎要崩溃,他面前是一排顏色、形態各异的失败样品。
“我们已经把原料纯度提到99.9999%,气氛控制到ppb级,温度曲线调了上百次……”
“问题不在大环境,在纳米尺度上的局部元素偏聚。”林枫的声音及时切入。
“你们用的高能球磨法引入的局部应力,在后续烧结过程中无法完全释放,导致晶界处形成微观缺陷和成分不均。改用我设计的静电喷雾辅助溶剂热合成法,这是具体工艺参数和反应装置图。关键在於前驱体溶液的配製和雾化参数,务必精確。”
新的方法要求极高,几乎是从头搭建一套全新的合成装置。陈明远亲自带队攻关,调试参数。当第一批利用新方法合成的电解质粉体出来后,测试人员惊喜地发现,其离子电导率不仅达標,甚至略有超出!
然而,製成电极-电解质复合片后,新的问题出现:界面阻抗巨大。
“总指挥,正极材料和电解质之间的界面,像是有一堵墙,鋰离子很难通过!”界面组的负责人匯报。
“需要在正极材料表面原位生长一层超薄的、具有梯度结构的缓衝层,这层缓衝层需要同时与正极和电解质具有良好的晶格匹配和化学相容性。”林枫给出了解决方案。
“缓衝层的材料和生长工艺是…”
“注意,生长过程需要在原子层沉积ald设备中进行,精確控制循环次数,每多一个循环,性能都可能急剧下降。”
这又是一项对工艺控制要求到极致的挑战。