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外星科技热已经持续了有段时间,最先出的成果和其所在单位都让人意外。
热力学研究所隔壁,从事高温、高压应用研究的附属实验室,平时会造一些人造金刚石卖掉补贴开销。
有人喜欢先研究理论,有人根本不看那玩意,只谈应用。
附属实验室的某刘姓工程师就是如此。
刘工很有自知之明,说是工程师,但和热力学研究所的大佬比起来,最多就是个看管实验室的工头。
所里发动大家研究外星科技,他看了一眼,理论完全不明白,但是一不小心,从书里发现个自己很熟悉的东西,人造金刚石。
人造金刚石原理很简单,把石墨放容器里,拿压力机死命的压,当压力突破临界值后,石墨原子结构发生改变就会形成金刚石。
不过技术的成熟度比较一般,应用中也走向了两个不同的方向,分别是追求净度、和追求一次性成型的量。
追求净度,其实就是要求强度,纯金刚石的硬度极高,非常适合做工业刀具。和一般工业刀具相比,纯金刚石刀具不易磨损,但金刚石本体会因各种原因碎裂、从承托件上掉落,用起来和烧钱一样。
追求量的又有不同,做出来不是无色透明的,少量没有发生改变的石墨会让金刚石变弱,不过因为绝大多数应用中也不需要纯金刚石那么高的硬度,这种经济性会更好些。
外星知识中提到的并不是地球上现有的人造金刚石,而是用来制造半导体的超级材料,蓝金刚石。
巧合的是近几年地球上已经有相关前沿研究,刘工一边找论文,一边对照外星知识。
外星知识里,针对蓝金刚石的描述很简单,只有两句话,其中有提到硼化物和石墨的混合方式是震动筛。
也不求什么精通原理,直接按成分和工艺关键词,直接就用实验室的小机器做起实验来。
实验室本身有生产职能,少量的金刚石实验成本过低,都不需要事前写报告。
试了三次,做出来一颗一克拉的蓝金刚石!
蓝金刚石比绝大多数天然蓝钻石的颜色更深一些,色度分布也更均匀,非常漂亮。
再做几个简单实验,验证了半导体特性。
赶紧上报。
热力学研究所的大佬们来劲了,高速审批,当天就启动附属实验室里最大的设备用于试制。
结果比较一般,一次实验,总共造出12颗蓝金刚石,其中最大的一片8克拉(与硬币相似),最小的只有0.2克拉。
测试性能,弄碎了检测。
半夜里赶出结论。
蓝金刚石的理论半导体性能接近某些前沿推测,明显高于硅晶体。
可有三个问题。
一,胡乱捣鼓出来的原料配比和混合方式远远没达到最优,各个点的净度不一致,需要大量的后期工作进行改善。
二,金刚石这东西也无法像硅晶体一样,直接拉出一根一尺多粗、几米长的家伙,哪怕进行一定优化,也只能一片一片造。把一些相关外星科技吃透造出专门的设备,或许才能进行大规模量产。
三,加工金刚石和加工硅晶体,明显不会是一样的概念,把蓝金刚石集成电路化的难度非常高,需要全新类型的设备,自己研究不是不行,但从时间长度考虑,还是吃外星知识更靠谱些。
不管怎样,半导体蓝金刚石简单生产原理的出现,标志着计算机行业的新方向。
基于硅晶体的集成电路,随着光刻技术达到5纳米精度,已经很难再有巨大提升。哪怕精度进一步提高到直接控制原子的程度,单位面积内运算能力的提高也就那么几倍。即使能弄出好很多的构架,加起来能十几倍也绝对到头了,理论上达到这一步时间不会太长,也许二三十年,更大的可能是没达到那么高的程度,各方面技术发展就已经停滞。
半导体蓝金刚石的出现,意味着未来的上限会更高。
有人说石墨烯才是半导体的未来……谁知道呢。
石墨烯理论上的确可以呈现半导体特性,但它是单层原子结构的膜。怎么把它做成具有复杂运算能力的半导体芯片集合?两层膜之间如何勾连?达到现有集成电路规模要多少层膜?等等问题都完全没有头绪,如果有人说有,那绝对是胡诌出来的。
蓝金刚石的结构,比石墨烯更接近土球人认知中的集成电路所需的晶体,两种技术同步推进,蓝金刚石的进度也会更快。
现在是非常时期,整个科研系统的效率都很高,上午把实验结论上报,下午就来了一批工程师以及一个施工队伍,晚上围绕压力实验室已经多出几栋简易建筑。
一个围绕蓝金刚石量产化的团队很快被建立起来,人不多,业务范围也仅限于让蓝金刚石获得更好的品质均一性。
后续的集成电路化没有立项,这方面缺的知识和设备太多,赶时间也赶不来。
不能集成电路化,蓝金刚石有何用处?
答案是它可以替代的低净度人造金刚石的工业应用,两者强度差距很小,只是蓝金刚石的成本略高一点。
工业金刚石的生产环节利润不高,可蓝金刚石漂亮啊,除了刀具厂,也可以试着给珠宝公司供货。这可是真金刚石啊,不是玻璃,哪怕是人造的,切割出来的效果也要闪瞎一大片人。对于实验室来说,能跟珠宝公司对接,利润空间会更大一些,相当于项目资金有人报销了。
乱世黄金盛世古董,玉石、宝石类珠宝的性质更像古董,它们的成分在地壳中含量太高了,甚至能随长期地壳运动不断再生,造假的也特别特别多,这些特性在真正的乱世里,甚至都比不上铝罐碳酸饮料。
铝罐碳酸饮料很特别,铝容易加工,只需要剪刀就能做成反光面、简易炉子、简单陷阱等等乱世中的实用道具,碳酸饮料虽然没有营养,高糖分提供的热量和珍贵的干净水份却能救命,完整的罐子还能加热食品、水,在中洲中部的长期战乱区属于以物易物的硬通货。
所以悲观一些,珠宝公司大概也蹦跶不了太久了,在玉石、宝石滞销导致破产之前,忽悠来赶紧给科研事业做点贡献才是正理。
部分人盲目悲观、部分人盲目乐观,并不是每个人都能看明白未来的模样,也总有聪明人想趁着最后的机会,狠狠割一波韭菜了赶紧散伙,短时间内不用担心蓝金刚石造出来卖不出去。
说到底,蓝金刚石只是个意外成果,c国科学院还是把主力投在电磁武器、激光武器两个重点项目上。
这两个重点项目包含了几十个大大小小的分支,可要评选重中之重,无非是超导体和电源。
激光的透镜当然也很重要,不过这恰好是c国擅长的部分,c国有着全球最好的激光透镜,也是少有的可以对国外进行技术封锁的高端成果。
与超导体、电源相比,透镜并不是阻碍激光武器化的瓶颈。
激光用的超导体不多,主要是防止大量输电的时候系统过热,现有的超导临界在200k上下的超导体完全够用。200k意味着用无水酒精冷却系统就能实现超导,酒精可以循环实用,不需要消耗大量液氮。
只是电源暂时还没理清思路,都怪外星科技里的电力体系太复杂了,一时半会弄不清哪种更容易量产。
但为了应急,大佬们也临时弄出来个方案,既外接电源车的形式。
其实有些导弹发射,就需要有外接电源供电,不过这些东西用电量都很小,燃油发电机临时开一开就够。
新的电源车主体是电池,按每公斤0.5度电算,扛个六十吨电池,能有近三万度电,勉强也能放几道功率还可以的激光了。
一台激光装甲车,配合两台电池车,再来几辆带发电机的车辆组成的车队,构成一个有一定火力强度的激光武器单位。
就是这一套下来太重了,实在不好运输,只能在沿海重点城市少量部署。
至少先解决了有无的问题。
超导体那边也有一些成果,不过现阶段还都是基于现有超导材料的改良,而且因现实处理技术等原因,改良效果并未达到预期。
277所那边,现在7x24小时占着章鱼的电磁实验室,整理出来几十套通用度较高的材料处理工艺组合,准备借此尝试反过来推导高性能超导体的配方。
这基本上是个穷举法实验,全靠游戏里的实验室计算机给力,能实时反馈出超导性能,否则根本不敢想。
不过一旦成功,弄出240k以上超导温度的材料也不是梦,常温超导都说不定近在咫尺。
可这种搞法具体什么时候有成果,没人知道,都是命。
当然,如果有其他友方通过正常方法弄出来的新材料和改进材料,他们也会帮忙验证一下,反正就是几分钟的事,包括工艺优化也不超过半天,剩下的所有时间都去玩穷举。
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