第854章 实验日志(1/2)
实验室的灯光在清晨六点准时亮起。
齐铁军推开门时,小王已经在了。年轻人趴在实验台前,面前摊开着昨天的笔记,手里拿着铅笔,在纸上写写画画,眉头紧锁,嘴里还念念有词。
“这么早?”齐铁军放下帆布包,走到水池边洗手。冷水哗哗地流,冲走了最后一丝睡意。
“齐工早。”小王抬起头,眼睛里有血丝,但精神头很足,“我琢磨了一晚上,谢尔盖教授说的那个重结晶工艺,温度控制是关键。您看啊,”他把笔记推过来,纸上画着温度曲线图,“硅烷偶联剂的熔点是五十八度,沸点是一百一十二度,重结晶的最佳温度应该在七十到八十度之间。但咱们的加热套,控温精度只有正负五度,这个波动太大了。”
齐铁军擦干手,接过笔记仔细看。小王的图画得很工整,数据标注清晰,还列出了几个可能的温度控制方案。
“加热套不行,就用油浴。”齐铁军指着图上的一个点,“用蓖麻油做介质,温度能控得更稳。厂里锅炉房有废机油,处理一下就能用。”
“对啊!”小王一拍大腿,“我怎么没想到!油浴的温度波动能控制在正负一度以内,够用了!”
“但油浴加热慢,降温也慢,结晶时间就得延长。”齐铁军走到实验台前,开始准备器材,“你去仓库,领个两升的烧杯,再领个玻璃棒,要长一点的。顺便问问老张,有没有旧的恒温水浴锅,有的话借过来用。”
“好嘞!”小王应了一声,抓起钥匙就往外跑。
齐铁军从柜子里取出几个棕色玻璃瓶,标签上写着“硅烷偶联剂KH-550”,南京化工厂生产,纯度百分之九十二。他拧开一瓶,凑近闻了闻,有股刺鼻的氨水味,颜色是浅黄色,有些浑浊。
纯度确实不够。齐铁军记得谢尔盖说过,德国拜耳公司的产品,纯度能达到百分之九十九点五以上,几乎透明无色。但那个太贵了,用不起,只能用国产的提纯。
他取出一个五百毫升的烧杯,用天平称了五十克硅烷偶联剂,倒入烧杯。液体粘稠,倒得很慢,在烧杯壁上留下淡黄色的痕迹。又取出另一个烧杯,称了二百毫升无水乙醇,慢慢倒入第一个烧杯,用玻璃棒轻轻搅拌。
浑浊的液体逐渐变得清澈,但颜色还是黄的。齐铁军打开通风橱,把烧杯放进去,打开排气扇。刺鼻的味道被抽走,实验室里的空气好了一些。
七点半,小王回来了,抱着个旧水浴锅,锅体是铜的,锈迹斑斑,但加热器和温度计还能用。他把锅放在通风橱旁边的台子上,插上电,指示灯亮了。
“齐工,能用!就是温控旋钮有点松,得小心着点调。”
“能用就行。”齐铁军把水浴锅里加满水,又倒了些蓖麻油进去,打开开关,加热指示灯亮了。小王把温度计插进油里,红色的酒精柱慢慢上升。
等油温升到七十度,齐铁军把装了混合溶液的烧杯放进水浴锅,固定在支架上。溶液在热油中慢慢升温,开始冒小泡,是乙醇在挥发。他调小加热功率,让温度稳定在七十五度,然后用玻璃棒慢慢搅拌。
搅拌要有技巧,不能快,快了会产生气泡,影响结晶质量;也不能太慢,慢了溶液温度不均匀。要匀速,要平稳,手腕发力,手臂不动。齐铁军站在那儿,像一尊雕塑,只有右手手腕在缓缓转动,玻璃棒在溶液中划出均匀的圆圈。
小王站在旁边看,屏着呼吸,眼睛一眨不眨。实验室里很安静,只有水浴锅加热的嗡嗡声,通风橱排气扇的呼呼声,还有玻璃棒摩擦烧杯壁的沙沙声。
八点,其他技术员陆陆续续来了。看到齐铁军在操作,都放轻脚步,围过来看。没人说话,大家都静静地看着,看着那杯黄色的溶液在热油中翻滚,看着齐铁军平稳搅拌的手,看着温度计上稳定的红色刻度。
八点二十,谢尔盖教授来了。他穿了一件白大褂,戴着老花镜,头发梳得一丝不苟。看到齐铁军在操作,他点点头,没打扰,站在一旁观察。
溶液的颜色在变化。从浑浊的黄色,慢慢变得清澈,但依然带点黄。谢尔盖凑近看,眼镜几乎贴到烧杯壁上。
“温度高了。”他突然说。
齐铁军立刻调小加热功率,温度从七十五度降到七十二度。
“现在好了。”谢尔盖说,“保持这个温度,再搅拌十五分钟,然后自然冷却。冷却要慢,每小时降五度,不能快,快了结晶颗粒会太小,纯度不够。”
齐铁军点点头,手腕继续转动。汗水从他额角滑下来,流到下巴,滴在白大褂的领子上。小王赶紧递过毛巾,齐铁军摇摇头,没接。他怕手抖,影响搅拌的稳定性。
十五分钟,在漫长的搅拌中过去。溶液变得更加清澈,几乎透明,只剩下极淡的黄色。齐铁军关掉加热,但搅拌没停,他要等溶液自然降温。
谢尔盖看了看表,对小王说:“记录温度和时间,每十分钟记一次。记录要详细,包括室温、湿度、搅拌速度,都要记。这是基础数据,以后做工艺规程,就靠这些数据。”
“是!”小王拿出新的记录本,工工整整地开始记录。
九点,溶液温度降到六十五度。齐铁军终于停下了搅拌,把玻璃棒轻轻靠在烧杯壁上,退后两步,活动了一下僵硬的右手手腕。手腕酸得厉害,手指也麻了,他甩甩手,拿起毛巾擦了把汗。
“很好。”谢尔盖满意地点点头,端起烧杯,对着灯光仔细看,“透明度不错,颜色也淡了很多。等冷却到室温,过滤,干燥,纯度应该在百分之九十八以上,够用了。”
“能到百分之九十八?”小王惊喜地问。
“理论上可以。”谢尔盖放下烧杯,“但还要看过滤和干燥的效果。滤纸要用细孔的,干燥温度不能超过四十度,否则会分解。这个环节同样重要,每一步都要精确。”
他转身对另外几个技术员说:“你们看,重结晶是个很精细的活儿,看起来简单,就是加热、搅拌、冷却,但每一步都有讲究。温度高一度,可能就分解了;搅拌快一点,可能就产生气泡了;冷却快一点,可能结晶就不好了。做材料科学,就是这样,要耐心,要细心,要精确。”
技术员们纷纷点头,有人拿出本子记笔记。
谢尔盖继续说:“在德国,我们有自动化的设备,程序控温,程序搅拌,程序冷却,一切都是设定好的。但这里没有,你们只有最简单的设备,那就用手,用眼睛,用经验,用感觉。这更难,但也更能锻炼人。等你们以后用上了自动化设备,会明白手动操作的经验有多宝贵。”
齐铁军听着,心里感慨。是啊,他们现在什么都没有,只有最简单的设备,最基础的条件。但就是这样,也要做出合格的材料,也要达到要求的性能。因为没有退路,没有选择,只能往前闯。
“好了,等它自然冷却吧,大概要四五个小时。”谢尔盖摘下老花镜,揉了揉眼睛,“趁这个时间,我们来做氧化铝的表面处理。小王,你去把昨天领的氧化铝取来,再领一台超声波清洗机,要是有的话。”
“超声波清洗机?”小王一愣,“咱们实验室没有这个。”
“没有?”谢尔盖皱眉,“那振荡器呢?就是那种能来回晃的机器。”
“有有有!”一个年轻技术员举手,“物理实验室有振荡器,是以前做化学实验用的,好久没用了,不知道还能不能用。”
“去看看,能用就拿过来。”
技术员跑着去了。谢尔盖对齐铁军说:“超声波清洗效果最好,能把氧化铝颗粒表面的杂质彻底清洗干净。没有的话,用振荡器也行,就是时间长一点,效果差一点。但不管用什么,原理是一样的,就是用机械振动,把颗粒表面的污染物震下来。”
齐铁军明白了。这和洗衣服一个道理,手搓不如洗衣机,洗衣机不如超声波。但现在条件有限,有洗衣机就不错了。
很快,技术员抱着一台振荡器回来了。是个老旧的仪器,木壳的,铁架子,上面有个托盘,通电后托盘能水平往复运动。接上电,按下开关,托盘“嗡嗡”地动起来,声音很大,但确实在动。
“能用!”谢尔盖很高兴,“擦干净,把托盘固定好,别让它晃悠。咱们用烧杯装氧化铝和溶剂,放在托盘上,让它慢慢振荡。”
小王取来了氧化铝,是白色的粉末,装在玻璃瓶里,标签上写着“氧化铝,化学纯,粒径1-5微米”。谢尔盖倒出一点在称量纸上,用放大镜看。
“粒径分布确实宽,有粗有细,不均匀。”他摇摇头,“但没关系,表面处理能改善分散性。来,称一百克,放到烧杯里,加五百毫升去离子水,再加两毫升硅烷偶联剂,就是我们提纯过的那个。”
小王小心翼翼地把提纯中的硅烷偶联剂用移液管取了二毫升,滴进装了氧化铝和水的烧杯里。白色粉末在水里慢慢沉降,水变得浑浊。他把烧杯放在振荡器的托盘上,固定好,打开开关。
托盘开始水平往复运动,速度不快,但很稳。烧杯里的浑浊液体慢慢晃动,氧化铝颗粒在水中上下翻腾。谢尔盖设定了一个小时,振荡一小时,然后静置,过滤,干燥,就得到了表面处理过的氧化铝。
“这个过程很简单,但效果很明显。”谢尔盖对围在旁边的技术员们讲解,“硅烷偶联剂是一种有机硅化合物,一头能和无机物(比如氧化铝)结合,一头能和有机物(比如树脂)结合。它就像一座桥,把氧化铝和树脂连接起来,增强界面结合力,提高复合材料的力学性能。”
他拿起粉笔,在黑板上画示意图。一边是无机物颗粒,一边是有机树脂,中间是硅烷偶联剂的分子结构,像两只手,一只抓着颗粒,一只抓着树脂。
“这个技术,德国五十年代就开始用了,很成熟。但在中国,应用还不多。为什么?因为硅烷偶联剂贵,进口的贵,国产的质量不行。所以我们要自己提纯,要自己做表面处理,要把成本降下来。做工业,特别是做基础材料,成本控制和技术性能一样重要。性能再好,成本太高,也没人用,出不了实验室,就成不了产品。”
他说得慢,翻译小王就一句一句翻。技术员们听得认真,有人频频点头,有人若有所思。
齐铁军站在人群后面,看着谢尔盖花白的头发,听着他略带口音但清晰有力的讲解,心里涌起一股复杂的情绪。这位德国老人,六十五岁了,本可以在慕尼黑安享晚年,却愿意来到中国,来到这个条件简陋的实验室,手把手地教他们这些基础得不能再基础的技术。为什么?
是因为陆文婷的面子吗?是,但不全是。更重要的,是这位老人心里,有某种情怀,有某种信念。就像他父亲当年从苏联来中国援建一样,那种跨越国界的技术传承,那种希望看到后进者进步的真诚愿望。
“齐工,”小王轻轻碰了碰他,“电话,是沈医生。”
齐铁军回过神来,走到实验室门口,拿起墙上的电话。是沈雪梅,从北京打来的。
“铁军,是我。”沈雪梅的声音很轻,带着疲惫。
“雪梅,怎么了?声音这么累?”
“没什么,就是昨晚值夜班,有个急诊,忙了一宿。”沈雪梅顿了顿,“你那边怎么样?德国专家到了吗?”
“到了,昨天到的,已经开始工作了,正在教我们提纯硅烷偶联剂,做氧化铝表面处理。老爷子很认真,也很厉害,一针见血,指出了我们很多问题。”
“那就好。”沈雪梅声音里有了点笑意,“你要照顾好人家,年纪大了,别让他太累。吃饭怎么样?合胃口吗?”
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