学霸的军工科研系统 第847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……”

常浩南只好放弃这个退而求其次的思路。

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。

然而碳纤维的特性决定了用普通刀具很容易导致材料撕裂、纤维拉出、残余应力过大的问题。

所以碳纤维部件，尤其碳纤维结构件的加工成本和工时一直居高不下，哪怕是价格高昂、利润率极高的远程宽体客机，也禁不住大量使用。

一直到二十多年以后，占据最主流的复材加工方式也仍然是机械加工，只是技术人员通过多年以来海量的实践经验和大力出奇迹的力学计算，大大降低了加工损耗而已。

然而这两种办法，对于2000年的华夏来说，显然都没条件。

所以常浩南才建议栗亚波主攻一些奇技淫巧。

比如激光或者水射流。

后者又在查过一些资料之后被战略性放弃。

于是就剩下激光加工这一个路数了。

只是就栗亚波的实验结果来说，眼下的效果似乎还不如机械加工。后者好歹还没有热效应呢……

不过，常浩南倒也不是太着急。

按照原来的时间线，航空航天领域真正做到“大规模”应用碳纤维复材，尤其是涉及到结构件的部分，那都是2010以后的事情了。

所以，他还是安慰了有些失落的栗亚波两句：

“没关系，你这项目才开始不到一个月，后面还有的是时间……”

常浩南说着找了张椅子坐下，半开玩笑地继续道：

“而且，就凭你现在这些成果，估计都能直接去投Nature……”

他实际上是想说的是可以投Nature的大子刊NatureMaterials，只是话到嘴边才想起来这个期刊好像是21世纪初才创办的。

所以说到一半就戛然而止了。

“nature还是太难了吧……”

栗亚波只当常浩南说的就是nature本身，当即摇了摇头：

“用激光加工碳纤维是大概四五年前就有人提出来的思路，我只是稍微往前推了一点，而且加工超薄板也没什么应用价值。”

常浩南则摆了摆手：

“就是因为没有应用价值才让你随便发，真能用的话就得去注册专利了……”

然后也没有再多解释什么，干脆回到论文的话题上：

“你可以再用TORCHMultiphysics或者MaterialsStudio稍微做几个动力学模拟，结果准确性差点问题不大，只要定性角度能解释就行，到时候可以发个JACS，或者再等等，发我们自己的JCAS……”

MaterialsStudio是Accelrys公司在2000年年初才开发的一款数值计算软件，因为是专精于分子动力学计算，加上还借鉴了不少TORCHMultiphysics的内容，所以在这个领域的表现不比后者差。

不过这一次，栗亚波却没有接着常浩南的话茬继续，而是突然话锋一转：

“说起模拟，老师，我之前确实用TORCHMultiphysics模拟过热烧蚀对CFRP材料的作用效果。”

“结果怎么样？”

对于非金属复材的模拟准确性，常浩南并没有抱太高的期望。

栗亚波此时已经坐回到了电脑前面：

“按照惯例，为了加快计算速度，我们都是只模拟10ms的烧蚀效果，确实跟您之前说的一样，在碳纤维上的准确性很差。”

“不过前几天，我有一次睡觉之前输错了模拟持续时间，输成了1000ms，也就是1秒，然后第二天才发现电脑已经算了一晚上。结果那次的模拟准确度，反而比过去都高了很多。”

“后来我又分组做了几次不一样的测试，发现总体上是模拟时间越长，跟实验结果相比的准确度就越高，我猜可能是因为有某种高度随机的机制，在时间短的时候比较明显，但时间长了之后就会趋于平均……”

常浩南本来都已经准备离开了。

但是听栗亚波说到这里，顿时又停下了脚步。

本章完

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