发展生产力从1981开始 第142节

  为了验证自己的理解是否正确,王建昆在单元素超导现象观察完成后,又开始了多元素材料进行观察。

  在观察好几种化合物的超导变化过程中,王建昆确信自己的理解没有错,形成超导的原因就是跟他想的一样。

  既然原因找到了,他将观察到的信息告诉智子,让智子帮忙分析计算,看是否能够用智子的超级计算能力发现新的超导材料。

  智子根据王建昆观察的数据,用它的量子计算能力进行计算。

  没多久它就结束了,告诉王建昆如果要找到高温超导,还需要进行全元素周期表的元素降温观察。

  因为超导能够形成,跟原子核的震动是密切相关的,有些元素不管在什么温度下,其原子核都不能震动组合成守则的连续稳固的晶格。

  但是跟其他元素结合后,又有可能形成这种奇特的结构。

  所以要想通过计算发现超导新材料,那必须有足够的数据,才有可能计算得到。

  而且不仅仅是单质的降温数据,还需要其与多种元素组合后的降温数据。

  不过王建昆为了早点得到可用的高温超导材料,选择了缩小范围。

  他决定以铝作为主材进行研究。

  铝作为地壳中含量最多的金属元素,今后如果需要大规模应用,不会受到原材料来源的困扰。

  而且单质铝本身就能够在1.2K时发生超导现象,所以选它作为超导主材,是有极大的成功率的。

  铝本身的机械性能,延展性,切削性等都很优秀,如果今后研究出的材料里铝的占比较大的话,将铝基超导体做成线缆,做各种超导元器件都会非常方便。

  主材选定后,接下去就是要筛选辅助材料了。

  中医里用药有君臣佐使,按照黄帝内经的解释,那就是不同的材料要起到不同的作用,从而达到解决病因的效果。

  那么在选择辅材时,一些明显不合适的就要先剔除出去,只有实在没办法的情况,才会考虑那些被筛选出去的。

  首先不合适的就是放射性元素了,肯定是不能使用它们作为辅材的,如果用了,那么这种超导材料的使用场景将会大大的减小。

  其次就是价格昂贵,储量稀少的一些元素,比如金,铂,铱等等,这类元素除非是万不得已,找不到普通元素,才会考虑这类。

  最后一种就是氢元素,惰性元素,氢元素不用是因为其原子太小,在金属化合物中容易剥离从而发生氢脆现象,惰性元素则是因为它们很难与其他元素发生化合反应,今后要工业生产,很难反应就代表著需要用到高温高压等手段,生产会变得非常困难。

  排除了这些元素后,王建昆列出了今后一段时间要进行数据收集的测试计划表。

  这个9月,他将主要待在婺源,一边进行微机培训班的培训,一边指导高考冲刺班的学生,同时也要进行超导材料的研究。

  当天晚上,王建昆列好计划后,就让智子帮忙出15套高中知识点摸排测试题,出完题目后,他用超能力直接制造了15套,准备明天拿给校长,让他去安排考试。

  接著他又用超能力制造了100本编程入门资料,准备带给校长,让他去找人分发给有意参与微机培训班的人。

  ……

  “校长,测试题和编程资料我带来了,放哪里比较好。”

  上午9点左右,王建昆骑著摩托车将资料带到学校,然后趁著校长开完会回来就拿到他的办公室。

  “建昆,你效率挺高啊,这么快就准备好了,我还以为你要到下午才拿来呢。”

  “资料都是存储到电脑里的,我用打印机打印出来装订好就拿来了,不过高考冲刺班的资料今后就会慢点了,毕竟会根据他们的答题情况进行微调。”

  “理解,你也要注意休息,你把资料放好了就回家吧,等有结果了我再拿给你。”

  “好啊,昨天忙太晚了,我就先回去了,明天上午的这个时候我再来吧!”

  其实他昨晚主要还是研究超导材料研究得太晚了,用超能力制造这些学习资料和编程资料根本没花多少时间。

  离开校长室后,王建昆在学校里转悠了一会才出校门,到东门桥下买了一些吃的带回到基地里。

  回到基地后,他按照昨晚列的计划表,开始了一种种元素的降温测试。

  随著他这几天的放大观察,他的超能力也在逐步变强,其能够投射的范围来到的300米了,而且能放大的倍数也加大了一些。

  随著放大倍数的增加,他发现原子并不是时刻保持著球形的,原子核的形状会因为外部电子云的位置和密度发生微小形变,而外部电子云也会受内部原子核的震动而改变形状。

  不过他现在还分析不出来相应的变化机理,只能是进行观测,同时把观测的数据给到智子让其进行记录分析。

  不过他猜想这些变化肯定是跟某种力有关,而更深层次的原因则很有可能是因为组成这些质子,中子和电子的外观基本粒子在运动,从而引起了这种原子形变。

  一整个白天,王建昆测试了15种元素的降温突变情况,这些元素大部分都是在绝对零度附近才发生超导现象,只有3种在2,3K时发生超导现象。

  对于大部分位置在绝对0度时都发生超导现象,他也进行了一番分析理解。

  那就是绝对0度状态下,元素的震动完全消失,在那瞬间就能形成稳固且守则的连续晶格,外部的电子云也同时形成电子带。

  这里面或许还有基本粒子的一些性质在起作用,不过这只是王建昆的一个猜想,他现在还观察不到那么微观的结构,得等到大型粒子对撞机建造完成后才有可能观察到。

  不过建造大型粒子对撞机最好还是要有高温超导材料,不然用现在发现的低温超导材料或者用堆材料的方法去制造强磁场,需要耗费的能量可能不是现在的他能够维持的。

  而如果有高温超导材料或者常温超导材料来建造大型粒子对撞机,那么在能耗上将降低1,2个数量级。

  而且整个建造难度也能够大大的降低。

  接下去的几天,王建昆白天进行超导材料研究,晚上在6点到10点之间去给高考冲刺班进行培训。

  到第二周时,他又开始了微机培训班的教学工作。

  微机教学时,郎骏建也作为辅助人员参与,这个月过后,这个培训班的教学工作就要交给他,毕竟之后这些人将在他的带领下去开发一款款软件了。

  此次的微机培训班总共只招到16个二中的学生,而且都是高三的学生,他们觉得想考上理想的大学是比较难了。

  这并不是因为他们笨,而是因为他们都有些偏科,这16个学生里有14个数学很好的,物理和化学也还行,可是英文和语文太差了,王建昆看完后都觉得要补上特别难.

  另外两个的逻辑思维能力很强,英语也比较好,就是数学和物理成绩一般,所以要考上大学也比较难,所以就准备来这个培训班试试看。

  二中之外的人员也招到了10个,几乎都是学校教职工的子女或者他们亲戚朋友的子女。

  王建昆对第一批学员很是看重,测试卷亲自批改,前面的几节课也亲自上,希望这些人都能顺利通过结业考试,能够参与到后续的软件开发项目上来。

  就这样有规律的过了两周,王建昆也完成了所有计划中的元素测试。

  将数据都交给智子后,经过智子大半天的计算,2种可能成功的超导材料被智子计算了出来。

  第一种概率最高,有98%的可能,其超导临界温度预计是218K,铝元素占比85%,锂元素占比10%,氧元素占比3%,钛元素占比1.2%,镓元素占比0.8%。

  第二种概率有86%,其超导临界温度预计是203K,铝元素占比92%,镁元素占比4%,氧元素占比2%,钛元素占比0.6%,镓元素占比0.8%,锡元素占比0.6%。

  而且智子还提供了这些元素的化合物中的位置结构,这方便了王建昆用超能力进行试制。

  1982年9月26号号星期天,王建昆搭建好测试环境,制造了干冰降温系统,然后根据智子提供的超导材料元素组合图,制造出了两根长20厘米,直径3毫米的细导线。

  两端接上电阻测试仪,将干冰加入降温装置后,等待了1分钟左右,两个电阻测试仪上的电阻变化曲线出现了断崖,这代表著这两款材料都是超导材料。

  虽然对智子的计算分析能力有一些期盼,可是就这么一次成功,王建昆还是觉得有些不适应,他还想著可能会需要无数次的调整结构和元素比例,通过不断试错的方法才能找到。

  但是智子通过大半天的计算,就成功的找到了两种高温超导材料,而且是在干冰温度之上的材料,这代表著这两种材料的应用价值非常大。

  怀著激动的心情,王建昆对这两款材料进行了一系列的测试,测它们的最大电流和最大电压的承载能力,最大的磁场强度等等。

  完成测试后,他将第一种超导材料命名为CD218,第二种材料命名为CD203。

  对于这两种材料今后的用途,王建昆觉得CD218适合制造型材,用于一些重要的部件上,而CD203制造线材比较好,毕竟铝的元素占比多。

  平复完激动的心情后,王建昆用超能力试制了几十种不同规格的线材和型材,准备用这些材料制造一些设备出来看看。

第141章 常温超导及超导应用

  “智子,继续计算分别以铜和铁为主材的超导材料,不管超导临界温度是多少,所有概率大于50%的组合都要列出来。”

  “收到,不过如果要进行这么多数据的计算,时间可能会很久。”

  “没关系,你算出有超过50%概率的超导材料组合就提醒我,我同步进行制造并测试。”

  “既然如此,我开始工作了。”

  王建昆在得到两款干冰温区的超导材料后,他又让智子开始了新的超导材料计算。

  之前他已经把绝大部分材料的原子震动随温度变化情况的数据测量出来给到智子了,所以他才会让智子进行新的计算。

  干冰温区的超导材料在使用时还是有很多不便的,如果作为导线使用,那么导线外面要有一个降温保温的套子,如果是用在线圈或者结构件上,那么制造出来的设备也必须要有一个降温保护套,使得工作在干冰氛围中。

  不过幸好干冰这种降温材料不会导电,也没有腐蚀性,制备的成本也非常低,如果常温超导材料一时没找到的话,先用这两款干冰温区的超导材料也是可以的。

  9月27号上午,王建昆开始给基地内的导线进行全面的更新。

  新的导线的结构是这样的,最中心是直径5毫米的CD203超导线材,然后再包覆一层绝缘的材料。

  接著就是一个有多孔结构的圆筒,其直径是2厘米,孔内会填充干冰。

  在制造了100多米后,王建昆开始进行测试,在使用的过程中,王建昆发现干冰会不断的气化,需要他用超能力去补充干冰到圆筒内。

  而且气化的干冰如果没有泄气孔,那么它们还会胀破外面的圆筒。

  显然用干冰降温并不合适,思考一番后,他还是决定用液氮来降温。

  液氮可以用管道进行循环,在循环的管道上加装一个降温装置就可以了。

  氮气在空气中的比例是超过四分之三的,就是将其液化需要不少的电能。

  不过今后如果用大型设备制造液氮,再使用小型压缩降温装置保温的话,这种用液氮降温的方法还是值得使用的。

  确定好用液氮降温后,制造过程就很快了,小型压缩设备也很容易。

  之前制造核反应堆的时候就用到了,不过那种压缩机功能太强大,是用来给液氦加压降温的,王建昆在试验时就先自己制造了一样的,今后如果大规模使用,会再制造一款功能低一些的。

  制造出来100米长的试验线后,他把这段超导线替换了一段用于给石墨烯电池充电的导线。

  换上去之后,充电速度加快了一大截,而且几乎没有损耗。

  之前的大电流充电时,导线的发热会损耗一部分电能,发出的热量还要散热系统工作将它们带出基地。

  现在用上超导线后,电线的发热几乎没有了,只有小型的压缩机工作时会需要损耗一部分电能。

  不过只有100米长的超导线还体现不出优势,所以他继续进行制造,将基地内的通电线路都换成了这种超导线。

  更换完毕后,王建昆查看了一番基地各处的温度探测器,发现温度居然下降了一些。

  这是因为更换掉几万米导线后,这些导线的发热就没有了,而散热系统还在按之前的工作效率在工作,所以造成了短暂的温度降低。

  不过随著温度探测器将结果反馈给中央控制室后,计算机会发出指令降低散热速度,温度又慢慢回到设定的25摄氏度了。

  在更新完基地内的导线后,王建昆开始制造超导发电机。

  发电机的工作原理是当用一种导电的流体流过一条通道而受到横向磁场作用时,会产生感应电动势,若在通道壁上放置两个电极即可提取电力,而磁流体发电的输出功率与磁感应强度的平方成正比。

  普通的磁体仅仅能产生几千高斯的磁场,若采用超导磁体就可以产生数万乃至几十万高斯的磁场,从而使磁流体的输出功率大大提高。

  现在基地内的核反应堆还在低功率运转著,由氦气轮机带动普通发发电机来发电。

  王建昆在脑海中找出智子前几天帮忙设计的一款小型超导发电机设计图准备开始制造一台样机用于测试。

  这款超导发电机内部的转子结构有了一些变化,外部的壳体就完全不同,主要是增加了液氮降温系统。

  制造出来样机后,王建昆制造了一台大马力的柴油机用来充当动力源带动发电机发电。

  经过测试,这款超导发电机的发电效率是同规格的发电机的1.6倍。

  效率只提升60%主要还是因为要考虑与汽轮机配套使用,按道理这种超导发电机应该另外设计动力源的,或者根据动力源再另外设计,现在王建昆没有对核反应堆效率提升的迫切需求,仅仅只是为了验证下超导发电机。

  在完成测试后,王建昆接著开始进行超导变压器的制造和测试。

  其实基地内的用电都是用的直流电,仅有的变压器也只是在反应堆上有一个,不过王建昆制造超导变压器是为了验证智子的设计合理性,之后准备到缅北去将南解阵境内的变压器进行更换。

  整个输变电系统中,电能损耗主要就是在导线和变压器中,普通的变压器因为用了很长的导线,所以内阻是很大的,发热量是非常高的,内部通常用绝缘的油进行降温散热。

  这也导致变压器的体积很大,重量很重。

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