第519章 你管这叫高温超导?
第519章 你管这叫高温超导? (第1/2页)合城,科学岛。
两个月的时间,说长不长,说短不短。
但是却把李东忙来脚不沾地的。
他一边要在陈先辉院士的攻关组里面抓合成材料。
一边又要抓国家重大科技专项的筹备。
专项那边已经走完了院士独立评估。
第一期经费到账以後,各个分系统的任务书拆解、指标冻结、接口约束这些东西,就全都要他这个总负责人来拍板。
可他人还在科学岛这边,分系统的课题负责人又分布在哈市到蓉城等六七个单位里,李东确实分身乏术。
所以这两个月,炉子里有料的时候,他就待在科学岛。
炉子空下来的那几天,他就钻进保密会议室里开视频会。
什麽风洞的排期啊,台架的分配啊,包括组员进组的名单审查、时序节点这些。
哪怕有薛其坤帮忙,他也得亲自过一遍。
有时候一天要开三四场会。
不过还好,材料这边的进展比他预想的要快一些。
攻关组这边的几个老手在拿到他给的合成路线以後。
上手的速度远超他的预期。
7月初,攻关组这边就把他当初在黑板上写下的5个式子变成了实物。
其中的笼形氢化物(la?.?y?.?)h??,它的超导条件是175gpa,临界温度215k。
虽然零下58度,随便一台工业冷柜都能够达到这个温度,但是对压力的要求太高。
因此被判为了废料。
至於la?ni?o??δ和(li?.?fe?.?)ohfese。
它们一个临界温度大概在九十k附近,但是却要16gpa的压力才能进入超导态。
而且和笼形氢化物一个毛病,离不开金刚石压砧。
另一个倒是常压就能超导,临界温度也只需要42k。
看起来很美好。
可是它的合成只能走水热法。
所以它的产物是亚稳相,遇潮就会分解,受热也会分解。
所以别说做元器件了。
连拿出手套箱都活不过半天。
所以这两个材料都被攻关组放弃了。
再加上之前已经做出的(nd?.?sr?.?)nio?。
五个里面已经废了四个。
直到最後一个(la?.?sm?.?)?(ni?.??cu?.??)?o?hδ。
这是所有五个材料里,工序最磨人的一个。
至於磨人在哪呢?
首先,它是双层镍氧rp相的母相合成。
rp相在凝聚态物理里是一类经典的层状钙钛矿结构。
n=2的双层结构型,需要非常精准的化学计量比。
但凡有点偏差,它的产物就会混进n=1或者n=3的杂相层错。
这个时候你再去跑xrd图谱的话,它上面的杂峰能让人看出密集恐惧症。
而且这个材料里,钐的替位也很麻烦。
要知道,钐和镧的离子半径差了将近5%。
如果两个弄混了,晶格应力会让烧结的过程中的扩散变得特别不均匀,一不留神,钐就会偏析到晶界上去。
这样後面的步骤就全部白搭。
狄兆峰负责的快采合成线前後烧了九炉母相。
前面六炉全都是废料。
“又偏析了”都快成了狄兆峰的口头禅了。
最後还是林毅在旁边给了他一个建议。
“狄研究员,要不我们把球磨的时间再延长两个小时试试?不然的话前躯体粉混的不够均匀。”
狄兆峰听到这个建议,深深地看了林毅一眼。
这个想法可以啊。
随後从第七炉开始,他们就把球磨的时间从12小时又拉到了18小时,煆烧分成了两段,中间加了一次研磨。
不过这一炉杂项虽然少了,但并没有完全消失。
直到第八炉的时候,终於才干净。
而且就算做出母相,也还是第一步而已。
接下来还有高氧压退火,间隙氢化等各种问题。
当时林毅给李东抱怨的时候说,咱们就像在走钢丝,而且钢丝还是湿的。
攻关组前前後後一共做了26炉氢化批次。
每一炉都由林毅守在炉管旁边,每40分锺就记录一次。
弄得这个小孩人都憔悴了。
最後26炉,也只有3炉里的样品还保持着完整的固态。
而这三块样品里,又有一块在跑xrd的时候发现了杂相。
所以成功的只剩下两块。
一块用来做破坏性表征,另一块用来做超导测量。
……
这两块简直珍贵无比,因为攻关组所有的人都知道李东说过的,这个材料的超导条件他推不出来,必须实测。
所以当林毅把最後那一块样品焊上四根铂丝引线的时候,实验室里的人没有一个人敢喘大气。
四根引线焊完以後,林毅又测了一遍电阻,合格。
剩下的就交给了秦国维。
这一次,他们并没有上金刚石压砧。
因为李东之前给出了预判,这个材料如果能够进入超导态,最有可能其实是在常压附近。
秦国维把样品放进了恒温器,然後又检查了一遍温度计和引线,最後启动了降温程序。
和之前那几个材料一样,300k的时候电阻正常。
280k,电阻随温度下降。
250k的时候也和之前一样,平稳下降。
直到220k。
刘一鸣在报到这个温度的时候,他的声音突然尖锐了起来。
“下降速率变快了!”
这句话让所有人都紧张了起来。
要知道电阻随温度下降本来就不稀奇,但下降的速度突然变快,这在普通的金属里是不该出现的行为,除非……
这个材料正在逼近某种相变。
“215k!”
“210k,电阻还在加速下降。”
刘一鸣声音都已经有点颤抖了。
唐越站在人群後面,忍不住问了一句。
“技术没有问题吧?”
他问的这句话其实并不是废话。
因为在超导领域的人都知道,这几年关於室温超导的乌龙闹得还不够多吗?
今天突然有个团队宣布常温超导零电阻,明天就有个实验室声称,不可能,复现失败了。
後天又有一个团队说是原始数据有问题。
每一次都搞得物理学界鸡飞狗跳的。
所以超导圈的人现在看到电阻曲线往下掉,第一反应早就不是兴奋了,而是怀疑。
“闭嘴!”
秦国维对着唐越低骂了一句。
“205k。”
刘一鸣还在继续抱着数。
“202……”
他连最後一个单位都没有说出来,就已经捂住了嘴。
因为屏幕上那条一直在往下走的电阻曲线,在202k的位置上,突然指向0。
常压,202k!
实验室里大概安静了有3秒锺,然後所有人没有欢呼,而是跑去检查仪器。
最後,他们在忙活了一阵以後,发现仪器没有任何的问题。
李东这时也站了起来说道。
“再测一遍。”
秦国维度点了点头,然後又把样品从恒温器里取了出来,重新装载,重新降温。
依旧是300、240、220,最後到202的时候,电阻归零。
再测……
结果依旧一样,202k,归零。
第四遍还是一样,第五遍依旧一样。
此时squid磁化率测量的结果也出来了。
“203k以下,样品呈现出完美的抗磁信号,磁化率接近-1。”
这就是迈斯纳效应,超导体最本质的特征之一。
再配合上零电阻的结果。
其实现在结论已经没有任何悬念了。
常压203k,超导。
实验室里安静得可怕。
“哎,林毅,202k换算成摄氏度是多少来着?”
唐越有些懵逼地问着身旁的林毅。
他当然不是不知道,只是他现在已经失去了思考能力。
“啊?”
林毅也有点懵逼,他也知道怎麽换算,可是这会儿脑子里一片空白的,就是反应不过来。
“零下七十一度。”
李东在旁边补了一句。
然後唐越又很傻地问了一句。
“那干冰的升华点是多少来着?”
李东瞥了他一眼,他已经开始怀疑攻关组最近是不是工作强度太大了,把人都给累傻了。
“194.7k,零下78.5度。”
唐越点了点头。
“哦。”
然後他猛地转过头来吓了李东一跳。
“也就是说咱们这个材料,一块干冰就能把它干超导?”
要知道目前人类手里真正能大规模应用的超导材料。
一般都是需要液氦或者液氮来冷却的。
比如nbti合金,nb?sn这些材料是核磁共振和粒子加速器里的主力军。
它们的工作温度就在4.2k附近,必须泡在液氦里才行。
而氦这个东西吧,地球上九成以上的氦都是从天然气里提取的。
本来就不多,华夏的氦又严重的依赖进口,液氦每升动不动就是几百元,而一台普通医用的mri灌装就要上千升。
配套的低温机组造价就是几十万到上百万,而且还是个电老虎。
至於一些什麽高温超导、铜基、铁基材料这些。
它们的临界温度倒是高一些,一般就在77k左右,也就是液氮的温区。
液氮比起液氦那是便宜很多的,但一整套液氮循环系统,其实维护成本也很高。
就比如之前我们提到过的魔都那条超导输电示范线。
而现在攻关组手里的这块(la?.?sm?.?)?(ni?.??cu?.??)?o?hδ。
在常压下,只需要零下71度就能进入超导态。
这意味着什麽?
就像刚才唐越问的,在超市里随便去买块干冰,它的升华温度就是零下78.5度。
什麽液氦站?什麽低温机组?什麽维护费用?通通都不要。
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