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碳的同素异形体相关研究,从曲卓的成果发布之后就一直没有停止过,剑桥为此领衔组织了好几个材料学项目组。
其中球状烯,在材料学应用没发现好的方向,生物学家要更感兴趣一些。曲卓没太关注,只象征性的投了十万英镑。
相比之下,石墨烯和碳纳米管在材料学领域的应用就广阔多了。曲卓在两个项目里都投了钱,前者投了五十多万英镑,后者投了近七十万。
碳纳米管花的多,是因为推进的进度更快。
相比于在实验室条件下已确定可行,但工业落地过程中存在大量待解决问题的,“氧化还原”法制备氧化石墨烯。使用电弧放电法制备碳纳米管,要顺利的太多了。
简单的说,在氦气或氩气氛围下,两个石墨电极间通直流电弧,阳极石墨被高温蒸发,碳蒸汽会在阴极和腔壁沉积。加铁、钴、镍等催化剂,就能生成单壁碳纳米管。
方案可行,工业化落地基本不存在任何技术难点。而且,结晶度高,缺陷少。
但是,杂质特别多。
所得产物中除了单壁碳纳米管还混杂着大量,就眼下来说,难以分离的不定型碳和球状烯。
另外,很难连续放大,能耗也特别高。
即便存在很大的缺陷,去年年底老美军方依旧以两百七十万美元的“赞助”,共享了剑桥的电弧放电法制备方案。并承诺会根据后续推进情况持续“赞助”。
后半段听听就算了,以老美的尿性,即便投钱也投自家高校和科研院所,还一定会想办法从剑桥项目组中挖人。
不重要。
今年二月中,维特罗夫得到情报,老美在现有隐身轰炸机的铁氧体吸波涂层方案中,添加了碳纳米管,获得了令人惊喜的实验数据……
所谓隐身飞机中的“隐身”,指的是在雷达下“隐身”。这个大家应该都知道。
大家应该还知道,想要在雷达下实现“隐身”,有两条路径。而现实中,是二者符合使用的。
一个是外形设计优化,通过改变飞机气动外形,使入射雷达波偏转或散射,避免原路反射回被雷达接收。
另一种是雷达吸波材料,在机身表面涂覆能吸收雷达波能量,并将其转化为热能的材料。
再具体一些,雷达波本质是高频交变电磁场,打到材料上会感应出微小交变电流。如果能吸收这部分能量,并将其转化为热量散掉,或转化为直流电用掉,那部分雷达波就消失了。
雷达接收不到回波,自然无法形成反馈。
之前提到过,眼下老美和毛子都在推进隐身轰炸机项目。老美的是“ATB计划”,试验机项目代号“幽灵”。
毛子属于对等跟进,起初由图波列夫设计局主导,不久之前刚移交给苏霍伊设计局主导,图波列夫设计局变成协助。
苏霍伊接手后,在代号“T-60”后面加了个“S”,变成“T-60S”。
不重要。
重要的是,负责研制隐形轰炸机吸波涂层的全俄航空器材研究所,获取情报后立即展开实验。
证明碳纳米管的强导电性极,能快速建立导电网络,电磁波在网络里激发微电流,电流在碳管内部和接触点产生焦耳热,直接将电磁能变成热能消耗掉。
另外,碳纳米管直径极小、比表面积巨大,存在大量管界面、管壁缺陷和端基缺陷。
电磁波经过时会在这些界面反复极化、弛豫,能量不断被“拖住”并转化为热,进一步降低反射。
说人话就是,碳纳米管可以靠复杂界面“卡住”电磁波。
而且,碳纳米管密度极低,长径比极大,只要少量添加就能形成导电网络。
这就意味着,稀薄涂层可以做的非常薄,有效降低飞机负载。
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当然,缺点也有。
耐热性较差,且抗震性不佳。这两点对于飞机而言,属于致命缺陷,不攻克就不具备应用的可能。
对材料学专家来说,发现问题并解决问题,正是他们的工作。对曲某人来说,前者重要,后者不重要。
耐热性较差这一点,指的是飞机高速飞行时机身与空气摩擦,产生的几百甚至上千度高温。两三百度之内,是不存在问题的。
抗震性不佳,是飞机起降和飞行期间产生震动,会影响吸波材质附着。这基本等同如果附着在弹性或微弹性材料上,依旧表现不佳。
这点就比较重要了。
曲某人需要的应用方向,是一直在“脑海”中不断完善的高空氦气球。
就现在掌握的素材而言,由聚酯薄膜、聚氟乙烯和尼龙构成的复合型气球蒙皮,优势和劣势同样巨大。
优势是,不含有任何金属成分,雷达波会直接穿过,本身就是“隐身”的。
劣势有三个,强度低、不耐高温,尤其大温差环境。更关键是,气密性不佳。
这三点决定了,哪怕给高空氦气球配上了“核电池”,也无法真正做到长期稳定置空工作。
想要解决问题,一是添加碳纤维骨架提高强度,二是添加镀铝材料,阻挡氦气渗透,同时还能反射太阳光,防止气球内部过热膨胀,给材料带来的机械性劳损,甚至是爆炸。
问题来了,碳纤维和镀铝材料都是导电的,尤其是镀铝材料,雷达下简直就是“火把”。
吊舱也存在问题。
如果想要追求“隐身”效果,需要设计成纺锤形或水滴形。形状不重要,重要的是需要将体积控制在四个立方以内。
就曲卓想要实现的功能,和眼下这年头的技术所能达到的集成度,是绝对不可能的。
别说四个立方了,八个立方都要有所牺牲。
虽说一万两千米的高度,已经足以保证生存能力了。即便被发现,阿三也缺乏有效的攻击手段。
但是,如果能不被发现,全程如幽灵一般存在,肯定是最理想的。
主要是在曲某人的设计中,那会是一场小米加步枪战争全副武装的“故事”。名下科技有些过高的技术性高空气球的存在,是违和的。
他希望对全俄航空器材研究所,在吸波涂层研究中多多努力,争取早日取得他需要的成果。
毛子虽然家大业大,在实验室条件下小来小去的制备一些碳纳米管用于科研,是可以的。
但像吸波材料试验这种大批量需求,家业再大也扛不住呀。
所以,毛子很希望得到剑桥的的工业化制备方法。
巧的很,他们还知道,曲某人一直在跟进剑桥的相关研究。
虽然这是一件郎有情妾有意的事,但肯定不能表现出来呀。所以,曲某人很犹豫。
拿捏够了架势,才会十分勉强的提出他看似意义不大,甚至仅仅是为了满足好奇心的要求。
明摆着,那么大一艘飞船,涉及到的技术清单是数以十吨计的。
看一眼,最多再摸一摸,能咋地啦,少块肉呀?
看毛子的表现吧,如果表现好的话,可以奖励他们一个大惊喜……