微型超级储能电容的研发指标,结结实实的压在了沈明和苏敏的肩上。
办公桌上摊开着林天佑画的微型电容结构图。
沈明和苏敏面对面坐着,大眼瞪小眼。
半个小时过去了,两人谁也没能憋出一个有建设性的方案。
“微米级的间距,这图纸上的要求,已经把机械加工的路彻底堵死了。”苏敏拿着铅笔,用笔尖烦躁的戳着桌面。
“加工精度是一方面,另一方面是材料。”沈明愁眉苦脸的指着图纸中间的夹层,“图纸上写着,这里需要填充高介电常数绝缘介质。咱们去哪儿弄这种东西?我们总不能跑去隔壁求纪尚功他们,再从最基础的化学元素开始给咱们熬出来吧?”
苏敏把铅笔拍在桌上,强迫自己理清思路。
“饭要一口一口吃,问题要一个一个解决。”苏敏指着上下两层极板,“金属箔电极这个不难。院里的仓库有的是军用的铜箔和铝箔,咱们找几台重型冲压机,反反复复压,多废几道工序,总能压到要求的厚度。”
苏敏的视线移到中间的空白处:“死局全卡在中间这层绝缘介质上。它的要求太严苛了。既要薄到微米级别,又要绝缘性绝对可靠不能漏电,最重要的是,林院长特别标注了,它的介电常数必须足够高。”
沈明抓了抓头发,脸上透着尴尬。
他出身富足,从小摆弄各种机械零件,机械天赋极佳,可在偏向电学和基础物理的理论上,他的底子就露怯了。
“介电常数到底是个什么指标?”沈明诚心发问。
“这是衡量绝缘体储存电荷能力的一个核心参数。”苏敏耐着性子解释,“介电常数越高,说明在相同的体积下,这个电容能塞进去的电荷就越多。你可以把它理解为仓库的装载率。普通空气的介电常数大概是1,普通纸张在3左右,玻璃大概是5到10之间波动。”
听到玻璃的数据,沈明从椅子上坐直了身子,感觉抓住了重点。
“那咱们就用玻璃解决问题。”沈明提出方案,“找一块最纯净的玻璃,把它捣碎,放到研钵里反反复复磨成最细的玻璃粉。然后把这些粉末均匀的铺在两层金属箔中间。这介电常数不就提上去了吗?”
苏敏直接送给沈明一个大白眼。
“你想拉着全院的人一起上天?”苏敏反驳道,“玻璃粉磨得再细,它也是颗粒颗粒状的物理形态。你拿什么保证这层粉末铺垫得绝对均匀?你拿什么保证颗粒之间没有微小的缝隙?只要中间有一个微小的不平整,或者粉末在挤压时移位,上下两片金属箔电极就会在微观层面上直接接触。一旦通电,立刻短路,强大的电流会在那里形成电弧,不仅电台当场烧毁,甚至会引起电池连环爆炸。”
沈明听完,张开的嘴又闭上了。
苏敏说的是常识,颗粒物做绝缘介质,短路的风险很高。
两人再度陷入沉默。
接下来整整一个下午,他们拿出一张张草稿纸,把脑子里能想到的绝缘材料全列了出来。
云母、陶瓷片、各类塑料薄膜……最终又被他们自己一条条划掉。
这些材料要么受限于国内极差的基础工业,根本达不到要求的介电常数;要么是材料本身过于脆弱,以五〇三院现有的工艺水准,谁也没本事把坚硬的陶瓷或者易碎的云母片加工成一微米厚的完整薄膜。
墙上的挂钟敲响了十下。
“不行,不能死耗在这里。”沈明站起身,把皱巴巴的草稿纸团成一团扔进废纸篓,“脑子已经僵了。我出去走走,透透气,看能不能碰出点什么灵感。”
沈明推门走出实验室。
夜风带着几分凉意,让他发胀的脑袋清醒了不少。
他在五〇三院宽大的院子里漫无目的地走着,不知不觉顺着一条土路,走到了后勤处用来堆放废杂物资的三号大仓库门前。
这个占地极大的仓库,空气里常年散发着机油、硝烟和铁锈混杂的味道。
这里堆积如山的,全是从前线用卡车拉回来的各种缴获物资。
打坏的威利斯吉普车发动机、彻底报废的苏式坦克履带、成箱的碎裂鹰酱电台外壳,还有各式各样辨认不出原貌的军需品残骸。
沈明和看门的人说了几句,做了登记,拿着钥匙打开了沉重的木门,随手从墙边的架子上拿起一把手电筒。
他在这些破铜烂铁之间穿行,试图在这堆战争废料里找到可用材料的线索。
手电筒的光柱在布满灰尘的木箱间扫过。
他的脚步停在一个靠墙的敞口弹药箱前。
光束打在箱底,折射出零星的光泽。
沈明走上前,低头看去。
木箱里乱七八糟的堆放着几百块各式各样的手表。
有鹰酱配发的汉密尔顿军表,有小巧的瑞士产高级机械表,还有一些带有明显樱花国风格的防水表。这些东西大部分是从战利品中筛出来的残次品,表盘破裂,表带断裂,表把缺失,完全失去了计时功能,被后勤处当做废弃零件丢在这里。
沈明从小就喜欢拆卸各种精密的东西。面对这么一大堆精密机械的残骸,他的职业病犯了。他伸手从箱子里翻出一块做工极好的瑞士半自动机械表,从工作服口袋里摸出一把带在身上的扁头小改锥。
起子锋利的边缘卡在表盘后盖的缝隙里,手腕用力向下压。
吧嗒一声轻响。金属后盖弹开,露出了里面复杂、紧凑的机械机芯。
沈明按下手电筒的聚光开关,将高亮度的光束直直的打进机芯内部。
在一堆细密排布、小如芝麻的黄铜齿轮和游丝弹簧之间,几个呈现鲜艳红色、细如沙粒的小圆点映入他的眼帘。
这几个红色的小点镶嵌在夹板上,中间带有极细的孔洞,承托着齿轮细弱的轴心。
沈明盯着这几个小红点,视线定格。
这是人造红宝石轴承。
在稍微上档次的机械表里,为了抵抗齿轮轴心日复一日的转动摩擦,防止黄铜磨损变形,制表工匠会使用耐磨的材质作为轴承。
而红宝石的化学成分,是结晶态的氧化铝。
这是一种极好的工业陶瓷材料。
沈明的呼吸急促起来。
氧化铝极度坚硬、耐磨,更重要的是,它拥有绝佳的绝缘性能。
在他的记忆里,纯氧化铝陶瓷的介电常数大概在9到10之间,虽然算不上顶级,却比空气和普通纸张高出太多了。
他们苦苦寻觅的高绝缘、较高介电常数的材料,就这么以这种沙粒般大小的形态,安安静静的躺在这些报废的战利品里。
哪怕只是几颗轴承,也足以证明这种材料在这个时代是存在的,是可以获取的。
沈明直接将手电筒塞进胳肢窝,双手并用,抓起大把的报废机械表塞进宽大的口袋里。
直到两个口袋装得鼓鼓囊囊,他才转过身,大步流星的朝着门口跑去。
做好了登记后,沈明才拿着东西离开。