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第332章 陶瓷的挑战（第1页）

白帝乙型耐高温材料攻关小组的驻地，设在一座拥有大型高温炉窑和精密压力机的研究所内。这里的气氛与西郊大院不同，少了些金属切削的尖锐，多了几分窑炉特有的沉闷轰鸣和特种粉末的细微气味。张彬将主要精力投注到这里，因为陶瓷基复合材料的工程化，是突破热障的第一道，也是最凶险的关隘。

会议上确定的第一个应用目标，是机头锥和主翼前缘——承受气动加热最严酷的部位。张彬从无限空间中取出部分【高性能复合陶瓷基板材】样品，交由材料团队进行基础性能复测和工艺摸索。同时，他结合脑海中的知识，开始指导团队解决两个核心难题：陶瓷固有的脆性，以及陶瓷与背后金属承力结构的可靠连接。

脆性问题相对直接，但绝非易事。张彬提出的思路是纤维增韧。“在陶瓷基体中引入高强度碳化硅纤维或氧化铝纤维，”他在技术讨论会上用粉笔画出示意图，“利用纤维的桥联和拔出效应，消耗裂纹扩展的能量，阻止灾难性脆断的生。”这需要精确控制纤维的取向、体积分数以及纤维与基体的界面结合强度，任何微小的偏差都可能导致增韧效果大打折扣，甚至适得其反。

但真正的困境，在于连接。

“张顾问，这是第三批连接试件，”负责连接工艺的工程师老吴捧着一个托盘，里面是十几个不同形状的金属-陶瓷复合小块，脸色灰暗，“热循环测试，全部失败了。”

张彬拿起一块试件。金属部分是一种耐热镍基合金，陶瓷部分则是尝试复刻的陶瓷基复合材料小样。在连接处，一道清晰的、贯穿性的裂纹触目惊心。

“问题还是出在热膨胀系数上。”老吴指着数据记录，“陶瓷的热膨胀系数只有金属的三分之一甚至四分之一。从我们模拟的高温工作状态冷却下来，金属收缩得远比陶瓷厉害，巨大的应力直接把连接界面，或者陶瓷本身，拉裂了。”

他拿起另一个试件，连接处使用了高温钎焊料，结果更糟：“钎料本身都被拉脱了。”

冲突尖锐而具体。性能优异的陶瓷材料，却因为这物理性质的天然差异，难以与现有的金属机体“融为一体”。找不到可靠的连接方法，陶瓷护甲就无法安装到白帝身上，一切性能都只是空谈。传统的焊接、钎焊工艺在这种极端的热失配面前，显得苍白无力。

张彬盯着那些失败的试件，脑海中飞检索着解决方案。直接照搬未来的先进连接技术不现实，必须找到符合当前工业条件和技术认知的过渡路径。

“我们可能需要放弃追求完美的冶金结合，”张彬放下试件，目光扫过沮丧的团队成员，“考虑一种‘柔性过渡’和‘机械锁止’结合的思路。”

他拿起粉笔，在黑板上画出一个新的结构示意图。

“先，在金属和陶瓷之间，设计一个或多个热膨胀系数呈梯度变化的过渡层。比如，在镍基合金和陶瓷之间，加入一层特种不锈钢，再加入一层特殊配比的金属陶瓷复合材料。让热应力的变化在几层材料之间逐步释放，而不是集中在某一个界面上。”

“其次，”他的笔尖在连接区域画出一个复杂的凹凸结构，“在连接界面设计机械互锁结构，比如燕尾槽、波浪形啮合面。利用物理形状的咬合，来分担和传递载荷，即使界面存在微裂纹，也不至于立即整体失效。”

“最后，配合使用一种特殊的高温无机胶粘剂，它不追求极高的粘结强度，但必须具备优异的耐高温性和一定的塑性，能够填充微观缝隙，缓冲应力。”

这是一个多管齐下的妥协方案，充满了不确定性，但至少提供了一条可以立刻开始试验的路径。

收获在接下来几周艰苦的试错中缓慢积累。团队按照张彬的思路，开始设计并加工带有复杂啮合面的金属件和陶瓷件，尝试调配不同成分的梯度过渡层粉末进行热压烧结，同时化学组的同时也开始筛选和合成可能满足要求的高温胶粘剂。

失败依旧接踵而至。梯度层烧结不完整、机械锁扣加工精度不够导致应力集中、胶粘剂在高温下分解或变脆……每一个环节都需要反复调整参数，优化工艺。

直到第二十一次连接试件制备完成，被送入模拟白帝乙型高-滑行-再高工况的地面热循环测试设备。设备内部，高温焰流将试件加热到一千五百摄氏度，保持一段时间，然后强制风冷至室温，如此循环往复。

一百次循环。

五百次循环。

一千次循环。

监测数据实时传输到控制室。所有人都屏住呼吸，盯着代表界面应力和陶瓷内部微裂纹扩展的曲线。

当第一千次循环结束，设备停止运转，试件被小心取出时，整个车间安静了一瞬。连接区域依然存在细微的、不可避免的微观裂纹，但没有任何一条裂纹贯穿整个界面，机械锁扣结构完好，试件整体保持完整！

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老吴用探伤仪仔细检查后，猛地抬起头，眼眶有些红，声音带着压抑的激动：“连接结构……保持完整！通过了！”

一股难以言喻的振奋在团队中弥漫开来。虽然这只是万里长征的第一步，虽然这仅仅是一个小型试件，但它证明了这条技术路径的可行性！他们成功地将一块陶瓷“铠甲”，初步“挂载”在了金属骨架上，经受住了严酷的热考验。

钩子也随之浮现。在这次成功的测试中，那块陶瓷基板本身展现出了惊人的抗热震性能——在经历一千次剧烈的温度骤变后，其内部结构依然稳定，没有出现大面积开裂或性能衰退。这印证了张彬提供的数据并非虚言。

然而，当负责成本核算和制备工艺的工程师拿着初步报告找到张彬时，兴奋的情绪被泼了一盆冷水。

“张顾问，按照我们目前摸索出的、能够保证基本性能的制备工艺，”这位工程师语气沉重，“制造一平方米、厚度符合要求的这种陶瓷基复合板材，综合成本……初步估算，是等面积、等重量黄金的三十五倍。而且，这还只是材料成本，没算后续精密加工和连接工艺的投入。”

他顿了顿，补充了另一个致命问题：“还有成品率。由于工艺极其敏感，对原料纯度、烧结温度曲线、压力控制要求近乎苛刻，我们目前小批量试制的成品率……不到百分之十。过九成的坯体，在烧结或后续处理中会因为各种缺陷而报废。”

陶瓷的挑战，从“能否连接”初步过渡到了“能否用得起”和“能否稳定造出来”。高性能带来了高成本和低成品率，这将成为横亘在白帝乙型量产之路上的新一座大山。

张彬看着报告上那刺眼的数字和百分比，神色凝重。他知道，必须尽快找到大幅降本增效的途径。或许，那台沉默的工业母机，该在材料制备领域，展现出它真正的威力了。

【签到成功！获得奖励：高温结构陶瓷粉末精密分级与喷雾造粒装置设计图。物品已存入无限空间。】

又一关键前处理设备的图纸，指向了提升原料质量、进而可能改善成品率的环节。

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