第303章 陶瓷的战场（1/2）

实验室内立刻忙碌起来。

恒温水浴槽被推到通风橱内，注入去离子水，加热到80°c并保持稳定。

两个特氟龙材质的大口容器被放置在水浴中，每个容器内倒入约500毫升40%氢氟酸溶液。

“加速腐蚀实验。”叶谈一边操作一边解释，“我们将陶瓷样件和对比用的金属样件，李科长提供了哈氏合金c276的样品，这是目前化工厂能用到的最耐氢氟酸的金属材料，一起浸入酸液中，在80°c下连续浸泡。计划是24小时、48小时、72小时分别取样观察和检测。”

叶谈在浸泡前，用千分尺精确测量了每个样件的关键尺寸，并拍照记录表面状态，每一个数据都被认真记录在实验记录本上。

“尺寸测量是为了计算腐蚀后的尺寸变化，进而推算腐蚀速率。”叶谈似乎察觉到吕辰的注视，解释道，“照片记录是为了观察表面形貌变化，比如有没有出现腐蚀坑、裂纹扩展等。”

样件被小心地用特氟龙镊子夹取，浸入酸液中。

陶瓷的灰白与金属的银灰在透明酸液里清晰可见。

容器被盖上特氟龙盖子，只留一个小通气孔。

“接下来是循环测试。”李科长指向实验室另一侧。

那里已经搭建起一个小型透明循环装置，主体是有机玻璃管道，连接着一个聚四氟乙烯磁力泵，还有一个透明的缓冲罐。整个装置不大，但设计精巧，管路上装有取样阀和压力表。

“这个模拟的是化工厂里常见的循环管路。”李科长介绍，“我们把陶瓷阀芯安装在这个系统中，让含hf的溶液不断循环流过，模拟实际工况。同时我们可以从取样阀定期取液，检测金属离子含量。”

叶谈将一个氮化硅阀芯小心地安装到系统中。

阀芯与管道的连接用了特氟龙垫片，螺栓也是耐腐蚀材料。

装置内注入配置好的含hf循环液后，李科长启动磁力泵。溶液开始缓慢流动，经过阀芯，再返回缓冲罐。

整个过程在透明装置中清晰可见。

“循环流速我们设定得比较低，避免冲刷腐蚀干扰。”李科长看着流量计，“但压力接近实际工况。这个测试跑12小时，每两小时取一次样。”

两个实验都启动后，实验室里暂时安静下来。

但没有人离开，大家都守在实验室里，观察着初始阶段的反应。

头半个小时，浸泡实验的容器里没有任何肉眼可见的变化，循环装置也运行平稳。

“金属样件表面开始有细微气泡了。”谢凯趴在通风橱前，仔细观察。

确实，哈氏合金样件表面开始出现极细小的气泡，缓慢上浮。

而旁边的氮化硅和碳化硅陶瓷样件，表面依然光滑如初，没有任何变化。

“那是金属在酸液中腐蚀产生的氢气。”叶谈记录着现象，“陶瓷这边，暂时没有任何反应迹象。”

赵主任看了看手表：“这才刚开始。真正的考验在长时间浸泡后，看材料会不会发生晶间腐蚀或者应力腐蚀开裂。”

等待实验结果的间隙，众人移步到旁边的会议室。

有机所食堂送来了简单的晚餐，菜肉大馄饨和生煎包，大家就在会议室里边吃边聊。

“赵主任，您觉得即使材料过关，工程应用最大的难点在哪？”汤渺教授问。

赵主任放下筷子，沉吟片刻：“我觉得有三个层次的问题。”

他竖起手指：“第一，材料与制造本身。陶瓷的脆性是天生的，虽然你们的数据显示氮化硅的断裂韧性已经很高，但比起金属还是差得远。在化工厂，设备要承受压力波动、温度冲击、机械振动，脆性材料能不能扛得住？”

“第二，密封与连接。化工厂的设备不是孤立的零件，它要连接到管道上，要有密封，要可拆卸维修。陶瓷和金属怎么连接？热膨胀系数差这么多，温度一变，连接处应力就大了。密封面怎么做？陶瓷硬度高，但密封往往需要一定的塑性变性来保证密封性。”

“第三，复杂构件制造。阀芯、管道这些还算简单。但如果要做反应釜内衬、搅拌桨、分布器这些复杂形状的构件，陶瓷的成型和烧结难度会指数级上升。更别说还要在陶瓷上加工出螺纹、沟槽这些结构。”

赵主任每说一点，汤渺教授和叶谈就点头记录一点。

显然，这些问题他们之前也思考过，但来自一线用户的总结更加犀利。

“赵主任说得非常到位。”李科长接话，“除了这些，从我们化工厂的角度，还有两个系统集成层面的挑战。”

他顿了顿，整理思路：“一是标准缺失。现在国内根本没有化工陶瓷设备的行业标准。设计时按什么安全系数？压力容器规范适不适用？检测验收按什么指标？这些全是空白。”

“二是缺乏应用经验。从设计院的工程师，到我们厂里的设备员，再到一线维修工，谁也没用过陶瓷设备。怎么安装？安装扭矩多大？运行中要注意什么？出现小裂纹还能不能继续用？维护时怎么拆卸又不损坏陶瓷件？这些经验为零。”

会议室里安静下来，只有偶尔的碗筷轻碰声。

宋颜教授慢慢喝了一口馄饨汤，开口说：“所以，我们不能只停留在提供材料样品这个层面。我们需要建立一个从材料研发、到构件制造、到设备设计、到应用验证、再到标准制定的完整链条。”

他看向在座的每个人：“红星研究所可以提供材料研发和核心构件制造能力；有机所有最极端的合成工况，可以做极限验证；试剂总厂有连续化生产工况，可以做长期可靠性验证。”

“还不够。”李科长摇头，“还需要设备设计方面的专业力量。比如赵主任刚才提到的密封和连接问题，这需要专门的机械设计专家。”

“合肥通用机械研究所。”汤渺教授忽然说，“他们在化工设备设计，特别是特种材料应用方面是国内权威。如果我们这个合作要往深里走，应该邀请他们加入。”

“好主意。”赵主任表示赞同，“合通所的老陈我认识，他专门研究非金属材料在化工设备中的应用。我可以联系他。”

一个合作框架的轮廓逐渐清晰起来。

晚饭后，众人再次回到实验室查看实验进展。