“师公,这可不是头髮渣!”
周宇赶紧解释:“这些是小孔径的碳纳米管颗粒,您看,它们的长度虽然短,但基本都在几十微米,而且直径非常小,是纳米尺度的。
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“我们这次的目標,是利用碳纳米管来解决环路热管的毛细芯问题,传统的环路热管毛细芯多採用烧结金属粉末或金属网,它们的毛细力有限,而且重量大,传热效率也有瓶颈。”
“而这些小孔径的碳纳米管颗粒,它们具有极高的比表面积和超强的毛细作用,我们计划通过特殊的烧结或压制工艺,將这些纳米管颗粒形成一个多孔的、三维互联的微结构,作为环路热管的毛细芯。”
宋建泽听得眉头紧锁,隨即又提出了新的疑问:“如果它们毛细作用这么强,导热性能也远超金属,那为什么不直接用它们来做环路热管的管壁呢?那样岂不是一步到位?”
周宇嘆了口气,知道这个问题必然会被问到,这也是碳纳米管在航空应用中的最大难点之一。
“师公,这就是理想与现实的差距了。”
周宇解释道:“虽然碳纳米管的轴嚮导热率极高,但那是针对单根理想纳米管而言。”
“碳纳米管的轴向性能非常优异,但横向性能却相对较弱。”
“如果直接用它们来做环路热管的管壁,我们需要材料在环向和径向都具备极高的强度和导热能力来承受內部压力和温度梯度,而目前的技术,很难让纳米管在所有方向都均匀排布並发挥极致性能。”
“將纳米尺度的碳纳米管,致密地堆积並烧结成一个无缝、无孔洞、能承受数百个大气压內部压力的宏观管壁,是目前全球都无法解决的难题。”
“纳米管之间很难形成足够强的结合力,容易出现微孔、裂纹和界面缺陷,导致强度和气密性无法达標,而且,高温烧结也可能损伤纳米管的结构,降低其本徵性能。”
“所以,我们选择將碳纳米管用作毛细芯。这样既能充分利用其优异的毛细作用和高比表面积,解决液体输送和均匀分布的难题,又可以规避直接作为承压结构件所面临的宏观成型、力学性能各向异性和加工性差等致命缺陷。”
“管壁依然可以考虑用其他高强度、高导热的金属合金,或者未来更成熟的碳纤维复合材料来製作,形成一种复合结构。”
“要是碳纳米管能製作成环路热管,我早就做了,何必选择这么复杂的加工方式。”
“没错,这事我和周教授其实做过实验,如果能行的话,也不会拿出这么一个解决方案出来。”
李教授看样子被周宇折磨的不清,整个人憔悴极了。
他从来没有想过,和周宇合作需要上发条,连轴转不休息的那种。
他再也不说博士生难带了。
比起周宇,他现在更喜欢在实验室里面看到博士生!
李教授从来没有想过,他到了中年还要被一个年轻人卷。
他本来不打算参与周宇的实验。
结果周宇当时还忽悠他,人到五十,正是拼搏的年纪。
拼搏一下,说不定也能顺带解决他们的问题,
结果呢,新的碳纳米管材料一出来,周宇就把他带到这里来了,他课题的问题还放在那儿呢!
天才还忽悠人,这像话吗?
他现在唯一的想法就是让宋建泽这边测试,只要测试成功,他就赶紧溜人。
当然,他得让周宇把自己这个人情还了才行。
宋建泽若有所思地点了点头,他明白了周宇的思路,这是一种扬长避短的策略,也是在现有技术限制下,將最先进材料应用於最关键部位的务实之举。
“能不能有效果还是先试下再说。”
几天后,装有碳纳米管毛细芯的环路热管原型被带到了川飞的材料测试中心。
这里匯聚了川飞和贝航金属的顶尖工程师,甚至连一些项目高层都前来旁观,大家脸上都带著好奇。
所有人都清楚,这不只是一次普通的材料测试,更是决定六代机热管理系统乃至整个项目未来走向的关键一步。
测试平台旁,工程师们已经將全新的环路热管与高能效热管理系统连接完毕。
这次,管壁採用的是贝航金属最新优化批次的7075-t6铝合金,而內部的毛细芯,则是周宇团队带来的、由小孔径碳纳米管颗粒烧结而成的黑色多孔结构。
“这次我们主要测试几个关键指標:启动性能、最大热流密度、毛细极限以及长期工作稳定性。”