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小米阅读 > 科幻 > 我用像素能力在末世求活 > 第102章 模拟“记忆合金”

在对相变理论与记忆合金原理有了初步理解之后,陆一鸣迫不及待想要将这些理论知识付诸实践。他的第一个目标,就是尝试利用**「神秘书册」**的「模拟」能力,去解析并构建一种相对简单并且常见的记忆合金——镍钛合金的微观结构与相变机制。

他选择在自己位于图书馆三楼的“能量实验室”进行这项极具挑战性的尝试。房间门窗紧闭,微弱的能量波动在墙壁表面流转,那是他之前具现的能量屏蔽材料,用以隔绝外界干扰,同时防止实验过程中可能发生的意外。

实验台上空无一物,并未摆放任何实体的镍钛合金样品。陆一鸣目前还没有渠道获得这种在末世前也属于特种材料的合金。他所能依赖的,只有书本上的理论知识,网络上搜集到的那些极其有限并且可能不准确的公开数据,以及他那近乎逆天的「模拟」能力。

这,无疑是一场从零开始,纯粹基于理论推演和精神构建的“虚拟创造”。

陆一鸣盘膝坐在实验台前,双目微闭,心神完全沉入与神秘书册的深度连接之中。他的精神力高度集中,如同一柄无形的探针,开始在浩瀚的原子世界中进行探索。

“目标:镍钛记忆合金,原子比例近似为一比一。”

“核心机制:热弹性马氏体相变。”

“模拟重点:高温奥氏体相b2立方结构晶格参数、低温马氏体相b19单斜结构晶格参数,连同其相变路径,以及孪晶界面的形成与运动……”

一连串指令和参数,在他脑海中清晰浮现,并通过神秘书册,转化为具体的「模拟」任务。

神秘书册的页面上,开始浮现出无数闪烁不定的光点,这些光点分别代表着镍原子和钛原子。它们在陆一鸣精神力的引导下,开始尝试按照特定的晶格结构进行排列。

首先是高温奥氏体相的模拟。镍钛合金的奥氏体相具有相对简单的体心立方b2结构。陆一鸣根据文献中查到的晶格常数,即原子间距,小心翼翼地控制着每一个“原子”的位置。

这个过程,比他之前模拟任何生物结构或普通材料都要复杂和精细得多。因为合金的性质,不仅仅取决于原子的种类和比例,更取决于它们在三维空间中的精确排列方式,还有原子间的相互作用力。任何一个原子的位置出现微小偏差,都可能导致整个晶格结构的崩塌,或者使其无法展现出应有的物理化学性质。

“嗡……”

神秘书册发出一阵轻微震颤,陆一鸣感觉自己的精神力如同决堤河水般汹涌而出,疯狂地涌入书册之中。模拟原子级别的微观结构,对精神力的消耗是指数级的!

他咬紧牙关,额头青筋暴起,竭力维持着对原子排列的精确控制。在他的**「像素视界」**中,无数代表镍原子和钛原子的光点,正在他的意志下,艰难地搭建着一个微小的晶格模型,这个模型只有数百原子规模,呈现出完美的b2结构。

“奥氏体相……晶格常数a约等于0.3015纳米……镍原子位于立方体顶点,钛原子位于体心……”他默念着关键参数,精神力如同最精密的刻刀,在虚空中雕琢着这个微观的艺术品。

时间一分一秒流逝。陆一鸣的脸色变得越来越苍白,呼吸也变得粗重起来。仅仅是模拟一个如此微小的奥氏体晶胞,就几乎耗尽了他近三成的精神力。

“还不够……这只是静态的结构……要理解相变,必须模拟动态过程!”

他强忍着精神力过度消耗带来的眩晕感,开始尝试模拟当温度降低时,这个b2结构的奥氏体相,如何转变为低温的马氏体相。

根据理论,镍钛合金的马氏体相变是一种无扩散的切变型相变。原子不需要长程迁移,只需要在原来的晶格位置附近发生微小的、协同的位移,就能形成新的晶体结构。这个过程伴随晶格对称性降低,通常会从高对称的立方结构转变为低对称的单斜或正交结构。

陆一鸣尝试在模拟的奥氏体晶格上施加一个虚拟的“降温”效应,通过改变原子振动的平均动能来实现。同时,他引导着原子,按照理论中描述的特定切变模式,即{110}<1-10>滑移系,进行微小的位移。

“轰!”

模拟的晶格模型,在他尝试引导原子位移的瞬间,突然剧烈扭曲,继而崩塌,最终化为一堆无序的原子团!

第一次动态相变模拟,失败!

“噗……”陆一鸣猛地喷出一口鲜血,眼前金星乱冒。这一次失败带来的精神反噬,远比之前凝聚劣等能量晶时还要强烈。他感觉自己的大脑像是被无数根烧红的钢针狠狠扎刺,剧痛难忍。

“太……太复杂了……”他虚弱地靠在墙上,大口喘息着。他终于深刻体会到,想要在原子尺度上精确控制物质的相变行为,是何等逆天的事情。这不仅仅需要庞大的精神力,更需要对凝聚态物理和材料科学有极其深刻的理解。

他仅仅是照本宣科地按照理论去“摆放”原子,却忽略了原子间复杂的相互作用力,还有电子云的分布,乃至量子效应等诸多深层因素。这些因素,在宏观尺度下或许可以被近似或忽略,但在决定材料微观相变行为时,却起着至关重要的作用。

“不行……不能放弃……”陆一鸣咬着牙,从背包里摸出一颗之前制造的劣等能量晶,毫不犹豫将其捏碎吸收。一股精纯的能量涌入体内,迅速补充着他消耗的能量,也让他的精神略微恢复了一些。

他知道,这颗劣等能量晶,在这种级别的精神消耗面前,只是杯水车薪,但至少能让他多支撑一会儿。

他再次沉下心来,仔细回顾刚才失败的原因。“问题出在对原子间相互作用势的理解不足,以及对相变路径的简化处理……”

他开始尝试在神秘书册中,调阅之前记录的关于各种元素原子结构、化学键类型以及一些基础物理常数的数据。他试图基于这些数据,构建一个更符合实际的“原子间作用力模型”。虽然这个模型依旧非常粗糙并且简化,但至少比之前单纯的几何堆砌要强上许多。

然后,他再次开始了艰难的模拟过程。

奥氏体相的构建……成功。

施加“降温”效应……

引导原子按照伯格斯矢量和切变应变进行协同位移……

“咔嚓……咔嚓……”

这一次,模拟的晶格模型没有立刻崩塌,而是发出了一阵阵细微,如同骨骼错位般的声响。在他的「像素视界」中,原本规整的立方晶格,开始发生明显的畸变。一些原子面发生了滑移和旋转,晶胞的对称性被打破,逐渐向着一种更复杂、更倾斜的结构转变。

“马氏体……b19单斜结构……晶格参数a不等于b不等于c,a等于γ等于九十度,而β大于九十度……”陆一鸣的额头上渗出密集的汗珠,精神力以前所未有的速度消耗着。他能感觉到,书册的能量储备也在急剧下降。

他不仅要控制每一个原子的精确位移,还要时刻维持着整个体系的能量平衡,防止其因为内应力过大而崩溃。

更让他感到头疼的是,在马氏体相变过程中,为了适应形状改变并降低体系的应变能,通常会形成大量的**「孪晶」**。孪晶是指两个或多个晶体部分,它们在晶体学取向上存在特定的对称关系。在记忆合金中,这些孪晶界面的形成、运动和消失,直接关系到其形状记忆效应和超弹性。

模拟单个马氏体晶胞已经如此艰难,更遑论模拟包含复杂孪晶结构的多晶体系了!

“只能先简化……模拟最核心的单晶相变机制……”陆一鸣做出了取舍。

时间在极度的专注和精神消耗中飞速流逝。陆一鸣已经完全忘记外界的一切,他的整个心神都沉浸在这个微观的原子世界中,与那些看不见的粒子进行着一场没有硝烟的战争。

不知过了多久,或许是几个小时,或许是一整天。

当陆一鸣的精神力真正濒临枯竭,神秘书册的能量储备也几乎见底,发出阵阵警告般的嗡鸣时——

“嗡——!”

一声比之前凝聚劣等能量晶时更加悠远,也更加深邃的奇异颤音,从神秘书册中传出,回荡在整个实验室。

陆一鸣猛地睁开布满血丝的双眼,眼中闪烁着难以置信的狂喜与极致的疲惫。

在他的「像素视界」中,神秘书册的页面上,不再是混乱的原子团,而是清晰地呈现出两幅截然不同但又相互关联的原子结构图像。

一幅是高温下的b2立方奥氏体晶格模型,原子排列规整有序。

另一幅则是低温下的b19单斜马氏体晶格模型,虽然原子排列略显复杂倾斜,但依旧保持着一种内在的,符合晶体学规律的稳定结构。

更重要的是,在两幅图像之间,还有一系列动态的序列帧,它们清晰展示了从奥氏体相转变为马氏体相的过程中,原子如何进行协同位移,晶格如何发生畸变的全部过程!

**【镍钛记忆合金(简化模型)微观结构与相变机制初步数据已记录】**

**【高温奥氏体相(b2):晶格参数 a≈ 0.301 nm】**

**【低温马氏体相(b19):晶格参数 a≈ 0.289 nm, b≈ 0.412 nm, c≈ 0.462 nm,β≈ 96.8°(注:此为理论参考值,实际模拟结果可能存在偏差)】**

**【相变温度区间(参考):As≈ 50-100°c, Af≈ 60-120°c, ms≈ 30-80°c, mf≈ 20-60°c(注:具体数值与合金成分及热处理工艺密切相关)】**

**【主要相变机制:热弹性马氏体相变,涉及{110}<1-10>b2滑移系的协同切变及晶格畸变,伴随孪晶的形成与消除。】**

**【警告:当前模拟数据为高度简化模型,未考虑多晶效应、缺陷影响、界面能以及原子间精确相互作用势等复杂因素。若用于“具现”,所得材料性能可能与理论值存在巨大差异,且稳定性无法保证。】**

一连串信息流涌入陆一鸣的脑海。虽然书册明确提示这只是“简化模型”和“初步数据”,但陆一鸣知道,他已经成功迈出了最艰难,也是最关键的一步!

他成功地用「模拟」能力,在原子层面上,复现了记忆合金最核心的相变机制!

“呼……呼……”陆一鸣瘫倒在地,胸膛剧烈起伏,浑身力气仿佛都被抽空了。他感觉自己的大脑像是一台超负荷运转后即将烧毁的中央处理器,嗡嗡作响,刺痛不已。

但他脸上的笑容,却比任何时候都要灿烂。

这次模拟,虽然耗尽了他几乎所有的精神力和书册的大部分能量储备,但其意义之重大,远非几颗劣等能量晶所能比拟。

它标志着陆一鸣的「模拟」能力,已经成功地从宏观的生物结构和普通材料,拓展到了微观的,原子级别的,具有复杂相变机制的特种合金领域!

这意味着,他距离亲手「具现」出可控相变材料的梦想,又近了一大步!

米淑琴在门外听到了动静,推门进来,看到陆一鸣虚脱的样子,还有书册页面上那些闪烁着深奥光芒的原子结构图,眼中露出了难以抑制的震惊与欣慰。

“你……你真的做到了?模拟记忆合金的微观结构?”她扶起陆一鸣,声音因激动而微微颤抖。

陆一鸣虚弱地点了点头,指着书册上的图像,断断续续地解释道:“是的……米教授……虽然……只是简化模型……但我……抓住了……核心的……相变机制……”

米淑琴仔细看着那些复杂的原子排列图和相变路径示意图,这位经验丰富的物理学教授,此刻也忍不住由衷地赞叹道:“难以置信……陆一鸣,你正在创造一个前所未有的奇迹!将理论物理和材料科学,以如此直观并且高效的方式,与异能相结合……这简直是……神乎其技!”

陆一鸣知道,这只是一个开始。他模拟出的数据还很粗糙,还有太多的未知因素没有考虑进去。但无论如何,他已经拥有了第一份关于“记忆合金”的微观蓝图。

接下来,就是尝试用「具现」能力,将这份蓝图,变为现实!

而这,无疑又将是一场充满艰辛与挑战的全新征程。

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