七零：科研大佬从田间到星辰七零 第133章 实验室的新课题

初夏的阳光透过科研楼的落地窗，在“低成本耐磨合金”课题组的实验台上投下斑驳的光影。林荞正和团队成员一起，整理三家农机厂的批量生产数据，屏幕上不断跳动的合格率、磨损率曲线，见证着项目的稳步推进。自从大规模生产启动以来，新型零件的市场反馈持续向好，订单量逐月攀升，实验室里弥漫着收获的喜悦。

就在这时，周教授推门而入，手里拿着一份厚厚的科研项目申报书，脸上带着期待的笑容：“林荞，李薇，你们过来一下，有个新课题想跟你们聊聊。”

林荞和李薇放下手中的工作，快步走到周教授身边。周教授将申报书放在实验台上，封面赫然写着“高温抗氧化金属材料的研发与应用”。“这是一个面向航空航天领域的新课题，”周教授的声音带着一丝郑重，“航空发动机的涡轮叶片、燃烧室等关键部件，长期工作在1000c以上的高温环境中，还面临着燃气腐蚀、氧化剥落等问题，对材料的高温抗氧化性、高温强度和韧性要求极高。目前国内高端材料大多依赖进口，我们希望能研发出自主可控的高温抗氧化金属材料，打破技术垄断。”

林荞的目光紧紧盯着申报书，心脏不由得加速跳动。航空航天领域的材料研发，是材料科学的高地，技术难度远超之前的耐磨合金课题。高温环境下，金属材料的晶体结构会发生变化，氧化速率急剧加快，如何在保证高温强度的同时，提升抗氧化性能，是行业内的难题。这对她来说，是一个全新的挑战，也是一个难得的成长机会。

“这个课题的核心目标，是研发出在1200c高温下，连续工作1000小时后氧化增重不超过0.5mg\/cm2的金属材料，同时高温抗拉强度不低于600mpa。”周教授补充道，“相比之前的耐磨合金，这个课题的技术门槛更高，实验条件更苛刻，需要用到高温氧化炉、真空熔炼炉等更精密的设备，还需要掌握高温材料的微观结构分析、氧化机理研究等更深入的专业知识。”

李薇皱了皱眉，语气中带着一丝顾虑：“周教授，这个课题的难度确实很大，我们之前没有接触过高温材料领域，会不会太冒险了？”

周教授看向林荞，眼神中满是信任：“林荞，你在耐磨合金课题中表现出的创新思维、严谨态度和解决实际问题的能力，让我相信你有潜力攻克这个难题。当然，这个课题不是一蹴而就的，需要长期投入，我想问问你，是否愿意参与这个新课题？”

林荞没有丝毫犹豫，眼神坚定地回答：“周教授，我愿意！这是一个新的挑战，也是一个提升自己的好机会。虽然我之前没有接触过高温材料领域，但我会努力学习相关知识，查阅文献，请教专家，争取做出成绩。”

她的心中充满了斗志。科研之路本就是不断探索未知的过程，之前的耐磨合金课题，她也是从零基础开始，一步步攻克难关。现在，面对更具挑战性的航空航天材料课题，她有信心凭借自己的努力和团队的支持，取得突破。

“好！”周教授欣慰地点点头，“我就知道你会答应。这个课题我会作为项目负责人，林荞你担任核心成员，负责材料配方设计和氧化机理研究；李薇你协助林荞，负责实验数据整理和微观结构分析。我已经申请了专项科研经费，实验室也会新增高温氧化炉、透射电子显微镜等设备，为课题研发提供保障。”

接下来的几天，林荞全身心投入到新课题的前期准备中。她泡在图书馆里，查阅了大量高温抗氧化材料的相关文献，从镍基高温合金、钴基高温合金到陶瓷基复合材料，从氧化机理、合金元素作用到制备工艺，逐一梳理核心知识点。她的笔记本上，密密麻麻地记录着不同合金元素的作用：铬能形成致密的氧化膜，提高抗氧化性；铝能与氧结合形成Al?o?保护膜，增强高温稳定性；钇、铈等稀土元素能细化晶粒，改善氧化膜的附着力……

为了更深入地了解行业现状，林荞还特意联系了航天科技集团的一位材料专家，通过线上会议请教相关问题。“高温抗氧化材料的关键，是形成连续、致密、与基体结合牢固的氧化膜，”专家耐心地讲解，“你们可以从镍基合金入手，在现有配方基础上，添加铬、铝、钇等元素，优化成分配比，同时优化制备工艺，减少材料内部的缺陷，提升高温性能。”

根据专家的建议和文献调研结果，林荞初步拟定了三组配方方案：方案一以镍为基体，添加15%铬、8%铝、0.5%钇，重点提升抗氧化性；方案二在方案一的基础上，添加5%钴，增强高温强度；方案三添加2%钛和3%钨，兼顾高温韧性和耐磨性。

方案确定后，林荞开始着手准备实验。实验室新增的真空熔炼炉已经安装调试完毕，这款设备能在真空环境下熔炼金属，避免氧化污染，确保合金成分均匀。林荞和团队成员一起，按照配方比例精确称量原料，镍、铬、铝、钇等金属原料被小心翼翼地放入坩埚中。

真空熔炼炉启动后，温度缓缓升高，从室温升至1500c，金属原料逐渐融化，形成暗红色的钢水。林荞紧盯着控制面板上的温度曲线，随时调整加热功率，确保温度稳定。熔炼过程中，她还通过氩气搅拌装置，让钢水充分混合，避免成分不均。经过两个小时的熔炼和保温，钢水被浇铸到模具中，冷却后形成了三组合金铸锭。

接下来是高温氧化测试。林荞将合金铸锭加工成标准试样，尺寸为10mmx10mmx3mm，经过打磨、抛光后，放入高温氧化炉中。她设置了1200c的高温，测试时间为100小时，每隔20小时取出试样，称量氧化增重，观察表面氧化情况。

第一次测试的结果并不理想。方案一的试样氧化增重达到1.2mg\/cm2，表面出现了明显的氧化皮剥落；方案二的氧化增重为1.0mg\/cm2，高温强度虽然达标，但抗氧化性不足；方案三的抗氧化性略好，氧化增重0.8mg\/cm2，但高温韧性未能达到要求。

“看来我们的配方还需要优化。”林荞看着测试数据，没有丝毫气馁。她和团队成员一起分析原因：“方案一的铝含量可能不足，导致氧化膜不够致密；方案二的钴含量过高，影响了抗氧化性能；方案三的钛和钨添加比例不当，导致韧性下降。”

根据分析结果，林荞对配方进行了调整：方案一的铝含量提高到10%，添加0.3%铈，增强氧化膜附着力；方案二的钴含量降低到3%，增加2%钼，平衡强度和抗氧化性；方案三的钛含量调整为1.5%，钨含量调整为2.5%，同时添加0.2%钇，细化晶粒。

第二次高温氧化测试开始了。这一次，林荞改进了测试方法，不仅称量氧化增重，还通过扫描电子显微镜观察试样表面的氧化膜结构，通过x射线衍射分析氧化膜的物相组成。测试结果显示，方案一的氧化增重降至0.6mg\/cm2，表面氧化膜连续致密，没有出现剥落现象；方案二的氧化增重0.7mg\/cm2，高温强度达到650mpa；方案三的氧化增重0.55mg\/cm2，高温韧性显着提升。

“有进步！但还没达到目标。”林荞鼓励团队成员，“我们继续优化，重点调整方案一的成分，争取把氧化增重控制在0.5mg\/cm2以内。”

她查阅文献发现，钇和铈的复合添加能产生协同效应，进一步改善氧化膜的附着力。于是，她在方案一的基础上，将钇的含量调整为0.4%，铈的含量调整为0.2%，同时优化熔炼工艺，将保温时间延长至3小时，确保稀土元素充分溶解。

第三次高温氧化测试结束后，方案一的试样表现惊艳：1200c高温下连续工作100小时，氧化增重仅为0.45mg\/cm2，表面氧化膜均匀致密，与基体结合牢固；高温抗拉强度达到620mpa，完全满足课题目标要求。

“成功了！我们做到了！”林荞和团队成员激动地拥抱在一起。连续一个多月的熬夜奋战，反复调整配方，不断优化工艺，终于取得了突破性进展。

周教授看着测试数据，脸上露出了欣慰的笑容：“林荞，你们做得很好！这个结果超出了我的预期。接下来，你们要深入研究氧化机理，分析稀土元素的作用机制，同时进行更长时间的高温稳定性测试，为后续的规模化应用打下基础。”

林荞点点头，心里充满了动力。新课题的初步成功，让她更加坚定了信心。虽然这个课题的难度远超之前的耐磨合金，但她相信，只要保持严谨的科研态度，勇于探索，不断创新，就一定能攻克更多技术难关，研发出自主可控的高温抗氧化金属材料，为我国的航空航天事业贡献自己的一份力量。

实验室里，高温氧化炉还在运转，新的试样正在进行更长时间的稳定性测试；显微镜下，氧化膜的微观结构清晰可见，等待着进一步的分析。林荞站在实验台前，看着自己研发的合金试样，心里充满了成就感和对未来的期待。她知道，新课题的征程才刚刚开始，未来还有更多的挑战在等待着她，但她已经做好了准备，将以更饱满的热情、更坚定的信念，在科研的道路上继续前行，书写属于自己的精彩篇章。