雅文小说 > 都市言情 > 直播在荒野手搓核聚变 > 第462章 超低温冷冻

铍依合金镜面的打磨加工依旧在继续。
和之前数控设备抛光有些不同,之前的铍依合金镜面是竖着固定在数控设备内的,这次则是躺着的。
平躺在机床上的合金镜面有着微微的弧度,微微凹陷的中心区域盛放着灰色的抛光液,如水银一般,反射出澹澹的微金属光芒。
这是专门给铍依合金镜面进行最后抛光打磨的专用抛光液,里面的主要成分是硅离子+超精密的纳米级氧化铝粉末。
而在镜面正上方,垂吊下来了一个机械臂,机械臂下方有着一个带着弧形的圆盘,正在不断的进行平滑和打磨抛光操作。
这就是对铍依合金镜面进行后续加工的抛光设备了。
以这台设备配合数控程序,再加上精准的红外光测量仪,能做到对低纳米级的镜面抛光。
虽然比不上数控工厂中的大型抛光设备,但对于测试时使用的铍依镜面足够用了。
.....
从二十纳米级别的镜面粗糙度加工到五纳米级别,这个过程比韩元预计的时间还要长。
即便是抛光设备可以二十四小时不停的运作,可以自动调节抛光角度和更换抛光盘,也依旧花费了四天半的时间。
而这还仅仅是对一块直径只有三十公分的镜面进行加工,若是换成正式的大型镜面,抛光时间恐怕会呈指数级上升。
用于太空望远镜上的镜面,可不是说简单的拿磨盘进行打磨抛光就行了的。
这些在设计中带有一定曲度弧线的镜面,不仅仅是表面的的粗糙度误差不能超过五纳米,镜面的弧线误差也要同步精准到纳米级别。
因为它需要将接收到的红外光集中反射到中央的信号接受器上。
除此之外,最关键的是,这些用于太空望远镜上的镜面,可以说每一块的镜面曲度弧线都完全不同。
这意味了批量加工是完全不行的,他需要为每一块镜面都单独编写对应的数控加工程序,编写数据模型以用于控制抛光设备来做到精准加工。
这可是一件相当麻烦的事情。
要不然怎么说太空望远镜是超级大国才能玩的起的东西?
.......
折腾了近五天的时间,第一块实验用的铍依合金镜面总算完成了打磨抛光。
这是直播间里面的观众,也是韩元第一次见识表面粗糙度在五纳米级别的物品。
即便是蹲守在直播间里面各国专家,恐怕也是第一次见到光洁度这个级别的镜面。
毕竟以人类目前的打磨技术,手工打磨最高的镜面最低在十纳米左右。
韦伯望远镜是顶级的金属镜面,其镜面粗糙度,也就是表面光洁度也只有14级,Ra指数0.01。
这里的Ra指的是微米,0.01微米,也就是1纳米。
这差不多就已经是人类手动打磨抛光的极限了。
如果换做是手工打磨抛光这面铍依合金镜面,先不说能不能达到五纳米级别,光是打磨抛光的时间,最少都需要再加个零。
没有一两个月的时间,压根就打磨抛光不出来的。
不过通过超精密抛光机进行抛光加工,这个时间可以节省最少十倍以上。
可见科技真的就是第一生产力。
.......
换好服装,穿好鞋套,将自己整个完完整整的清理一遍后,韩元进入了超净洁无尘室。
已经打磨抛光加工好的铍依镜面此刻被机械臂夹着边缘部分固定的在半空中。
站在镜面前,韩元仔细的观察着经过第二次打磨抛光加工的铍依合金。
如果单纯的用眼睛来观察的话,五纳米级别的镜面粗糙度和二十纳米级别的并没有什么区别,至少他是看不出什么区别来。
这种级别的镜面,要检测它的粗糙度,需要专门的仪器。
与此同时,直播间里面的观众也好奇的打量着显示屏里面的铍依合金镜面。
【好像跟之前没什么区别的样子?】
【和没加工之前一毛一样啊,这加工了个空气?】
【没加工前是二十纳米,加工后是五纳米,这也看不出来区别啊。】
【看不出来区别就对了,因为这已经远远超出了人类视觉的范畴,人类的视觉根本就察觉不出来这么细微的差别。】
【如果你能看出来什么区别,国家该抓你去解刨了,肉眼能看出五纳米级,啧啧,这根本就不是人。】
【看不出什么区别,不过我感觉好像亮了一点的样子?】
【五纳米级的机械抛光,恐怖如斯!】
【我前几天查了一下,如果不使用这个主播的技术,我们能抛光的最高精度是十纳米级别,而且还是纯手工的,机械抛光只能加工到三十纳米。】
【楼上的你说反了吧,手工抛光十纳米,机械加工三十纳米?】
【是真的,以前的韦伯望远镜的镜面就是十纳米级的,是抛光工程师一点一点手工抛光出来的。】
【在抛光领域,以前真的是机械比不上手工,手工抛光能达到你要求的任何精度,不过这个主播弄出来顶级的抛光机后,手工抛光就退休了。】
【手工抛光能做到十纳米,这真的是牛逼,得练多少年才能有这样的精确度把控啊。】
【我们国家的‘火药凋刻师’更牛,能手工将误差控制将火药的误差控制在0.1毫米之内,比一根头发丝都要细。】
.......
看着弹幕,韩元笑了笑。
在顶级的抛光、凋刻等领域,机械能做到的,手工基本也能做到,机械做不到的,手工有时候也能做到。
在这些领域,华国出过不少感人的事迹和大师级的人物。
不过随着科技的发展,终有一天手工凋刻、抛光这些工作的精度会跟不上机械这是必然的。
五纳米的铍依合金镜面加工,这对于现实世界的抛光工程师来说,是一个无法逾越的天堑。
即便是给韦伯望远镜镜面加工的抛光工程师,也做不到这个级别。
除非是像他一样,注射过人体开发药剂。
就目前来说,五纳米级的抛光,他还是可以做到的,不过他也不是没有极限的。
虽然没有具体的测试过,但韩元预估了一下自己,大抵极限差不多也就在五纳米左右了。
再低,他也无法保证镜面的平坦度始终保持一致。
.......
完成对铍依合金镜面的初步检查工作后,韩元带上手套,小心翼翼的卡主合金镜面的切边,将其从机械臂上去了下来,送入超低温仪中。
用于红外线反射感应的铍依合金镜面,最终是需要送入超低温太空,并且需要它长期保持零下两百度以下低温状态。
所以对其进行超低温冷冻测试是并不可少的。
韩元需要这块铍依镜面在零下两百三十度以下的超低温环境中保持自我形状,不发生任何形变,或者说线胀系统保持在0.0000004以下。
只有这样,才不会影响到这片铍依合金镜面对红外光的反射和感应性能。
超低温仪启动,里面的温度迅速降低,通过传感仪,韩元观察着里面的情况。
不断下滑的温度曲线表示超低温仪里面的温度在稳定降低,很快,温度便已经突破了零下一百度。
确认了温度下降正常后,韩元扭头看向铍依合金镜面的检查数据。
通过显示在屏幕上的图表数据,可以清楚的知道处在超低温仪内部的合金镜面的状态,以及对应的红外反射数据。
浏览了一下图表数据,确认在零下一百度时铍依合金镜面没有出现任何皱缩后,他开始继续降低温度。
零下一百度虽然已经足够寒冷,但并不是终极目标。
这块铍依合金最终需要面临零下两百三十度的超低温的考验,甚至如果在这个温度下,它还保持正常的话,后续还会面临更低的温度来检测它的性能。
当然,后续更低温度的检测,需要他完成整体的实验,确认铍依合金能当做空间望远镜的镜面后再来做。
现在先完成零下两百三十度的检测,确认这个温度下铍依合金没有问题就行。
......
时间流逝,超低温仪中的温度也在一点一点的降低,温度越是低,对于设备的整体要求就越高,且降低温度的速度也越慢。
如果说从零度降低到一百度需要五分钟的时间,那么从零下一百度降低到零下两百度需要最少三十分钟以上的时间。
再降低,花费的时间就更久了。
而要制造一个零下两百多度的超低温环境可不容易。
不仅需要建立一个保温能力超强的绝热空间,还需要使用特殊的制冷方法。
虽然制冷原理家用冰箱差不多,但冷却剂可不是氟利昂,14A什么的。
而是液态氮。
氮气在经过高压后,在浓缩为液态时会释放掉巨大的热量,而减压汽化的时候,可以吸收大量的热,从而制造出来一个零下一百多度,接近零下二百度的低温环境。
不过液氮制冷也是有缺陷的。
那就是它无法突破本身自有的零下一百九十六度的温度。
如果还需要更低的温度,就要加上另一个制冷手段——激光治冷。
没错,这种听起来像是医学上使用的手段,其实是应用在超低温制造上的。
原理在于热力学基础。
念过初中物理的人都知道,一个物体的热能是由分子振动导致的,分子运动越剧烈,温度就越高。
当一个物体的分子运动全部停止的时候,在没有外界干扰的情况下,这个物体的温度就是绝对零度。
而激光制冷,就是通过使用激光产生的波动反向抵消分子运动。当分子运动降低的时候,温度也自然就降低下来了。
除了这种办法外,你还可以使用最难液化的气体‘氦气’来进行制造超低温环境制冷。
氦气相当难液化,但它液化后的温度是-69℃,已经很接近绝对零度了。
利用这一特点,能制造出来接近零下两百五十度左右的超低温空间。
不过要再低的话,还是得用上激光制冷技术。
......
耗费了一段时间,超低温制冷设备中的温度终于降低到了韩元的需求温度-0℃。
将温度稳定在这个数据,韩元看向显示屏。
零下两百三十度的温度下,铍依合金镜面出现了极为轻微的线胀。
线胀数据在-0.00000089。
也就是说,每一米长度的铍依合金,长度缩短了0.00000089米,换算成纳米,是89纳米。
这个线胀系数,完全在0.0000004的标准指数以内,可以用于空间望远镜镜面的制造。
而除了线胀系数之外,还有镜面的表面平整度与平坦度两个数据指标尤为关键。
因为这涉及到后续对红外光的击中反射。
打磨抛光完成的铍依合金镜面本身并不是完全平整的,而是带有一点轻微的弧度。
这个弧度在每个镜面上都不同,但至关重要。
韩元需要将刚加工完成的镜面弧度数据和零下两百三十度之下的镜面弧度数据做对比。
来确认弧度数据的变化以及镜面表面平整度和平坦度的变化,从而进行优化镜面,确保后续的大型铍依合金镜面没有问题。
“弧度有误差,但误差并不大,计算数据可得弧度误差在0.0000108rad......”
“至于镜片平整度,同样有误差,不过IRI指数在0.00000m/km,这个数差几乎可以忽略不计。”
盯着屏幕,韩元检查着超低温制冷设备中各种探测仪反馈回来的信息,口中喃喃自语的计算着各种数据,听得直播间里面的观众一脸懵逼。
【我去,谁能告诉我,这个主播到底在说什么?】
【弧度误差,镜面平整度,这都很好理解吧,从字面意思就能知道,至于后面的一长串零和什么rad单位之类的,你就当做误差很小就行了。】
【零后面九位数是多少?】
【自己算!】
【纳米了吧,也就是每一千米,才会有0纳米的误差?这个误差的确可以忽略不计了。】
【啧啧,这可是零下0度,要是是一块铁放进去,估计会缩小一半。】
【一半倒是没有,但是铁的物理性质会被改变,会变得很脆,没有一点柔韧性,一锤子下去就会碎成渣渣。】
【这么说我好想拿一锤子敲一下视频里面的这个铂依合金。】
【是铍依合金,来,前面那个字,跟着我念,p-i==pi,铍依合金!】
【铍依合金,简称p合金,中文又名‘屁合金’_】
【汉字都让你们玩坏了】
........

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