FASTER專案可以說是推進順利,首個研發成果取得了成功,專利開發權賣出去了,也在《今日物理》、《自然》、《化學評論》等國際期刊上製造了一定的聲量。
B系的試驗品正在緊張有序的研發中,這個系列以鈰鎵銅非晶合金為基礎,沈奇希望開發出微奈米加工效能更優異的試驗品。
計算機模擬鈰鎵銅非晶體系不難做到,但在真實的實驗中,製備一塊理想的鈰鎵銅合金面臨一些問題。
在A系列的樣品製備中,沈奇他們得到的資料和經驗是,鈰的純度越高越好。
B系列的樣品,鎵取代了A系列樣品中的鋁。
這時問題出來了,製備鈰鎵銅合金,鈰的純度越高,製得的合金樣品效能越差。
坐鎮辦公室的沈奇看了看資料包告,他坐不住了,便前往物院實驗室,現地現物瞭解實驗情況。
自從有了要BB的計劃後,沈奇來實驗室的次數減少了,沒啥大事他就在辦公室制定長遠規劃,讀讀哲學和歷史書籍,練練書法。
沈奇來到實驗室,穿戴好防護用品,親自上陣,尋找問題的根源。
沈奇選取了十塊工業純度的Ce錠(名義純度為99.7t.%)和一塊純度Ce錠(名義純度為99.9t.%),用XRF(X射線熒光光譜)方法測試了Ce金屬的純度,以及用電感耦合高頻等離子光譜儀測量雜質元素的含量。
大家圍著電腦看資料,從資料中可以看出,隨著Ce的純度不同,鈰鎵銅非晶合金的臨界形成尺寸從1mm到20mm不等。
“確實有問題,原材料鈰錠中鈰元素的純度越低,製備出來的鈰鎵銅非晶合金,其非晶形成能力反而更優?我們這段時間的實驗設計,到底是哪個環節出了差錯?”湯元凝眉思索,顯的鬱悶。
“我不贊同湯元師兄的觀點。”沈金寶說到。
湯元白了沈金寶一眼:“你可以閉嘴了。”
沈金寶並未閉嘴,而是給出了她的解釋:“因為鎵取代了鋁,B系列非晶體系中的本徵固有局域結構特徵,即自由體積必然發生變化。我們的實驗設計並未出差錯,我們透過真實資料可以作出定性結論,B系列樣品的原材料鈰錠,就得采用低純度鈰錠,因為低純度鈰錠在這個特定系列中是最合適的。”
湯元有點意外:“喲,說的好有道理的樣子。”
沈金寶肯定是有點真材實料的,否則她也考不上研究生,讀不到博士研究生階段。
湯元追問沈金寶:“可問題是,B系列非晶體系中的自由體積到底發生了怎樣的變化?”
沈金寶望向沈奇:“這個問題,也許沈院士可以解答。”
“不錯,金寶有進步。”沈奇對沈金寶提出了表揚,隨即解答:“資料顯示,鎵6到鎵13所有的鈰鎵銅金屬塑膠的多普勒展寬譜均與鈰單質的展寬譜相同,這說明τ1和τ2的湮滅位置周圍的化學環境都是鈰原子。”
“我注意到,τ1~130ps小於面心立方鈰單質的無缺陷本徵湮滅時間197ps。所以我推測,低純度的鈰反而更利於合成效能優秀的鈰鎵銅金屬塑膠。相反,鎵的純度一定要高。如果後續實驗證明了我的猜測,說明我的缺陷拓撲學研究理論沒有錯。”沈奇說著說著,勁頭越來越足,於是又操作了一把DSC,透過示差掃描量熱法得到一組資料。
DSC資料顯示,不同純度的Ce原材料製備的B系列非晶合金樣品,其熱力學性質也是存在差異的。
“懂了。”
“沈院士的解釋合情合理。”
研究員們積極討論,集體的力量可以戰勝一切困難,問題就是在這種群策群力的團隊戰鬥力下,被一個個解決掉的。
沈奇撥開了迷霧,大家形成一致意見,後面的實驗應聚焦低純度鈰、高純度鎵。
原材料鈰的純度要低到什麼程度,當然不可能低到小於95%。
多高純度的鎵是合適的,是99.99999%嗎?
99.99999%的鎵是不存在的,透過低廉的成本提取極高純度的鎵,這是工業界的另外一個課題。