第二日一早,吕辰、宋颜、谢凯三人乘车前往位于杨浦区军工路1146号——上海机床厂。
相比于胶片厂、试剂厂的化学气息,红星轧钢厂出身的三人,更喜欢机床厂区的金属切削液和机油气味。
对他们来说,机床厂排列成行的龙门刨床、立式车床、万能铣床等工业母机,忙碌的工作,各种精密零件,才是熟悉的气息。
递交“星河计划”光刻组精密机械需求清单的过程异常顺利,甚至不能称之为递交,更像是内部的文件流转确认。
“宋教授、吕辰同志、谢凯同志,一路辛苦了!”技术科的孙科长热情地迎上来握手,“刘工从长春打来过电话,说你们这几天到。清单的草案我们早就研究过了,刘工在长光所那边,和我们、哈工大、武水院的专家开了好几次电话会,逐条推敲的。”
会议室里,孙科长将一份装订整齐的技术文件推到三人面前。封面上印着《“星河计划”光刻机精密机械子系统技术要求(V2.3)》的字样,右下角标注着参与单位:长春光机所、哈尔滨工业大学、武汉水利电力学院、上海机床厂、清华大学、红星工业研究所。
“这是根据各方反馈整合后的正式版。”孙科长翻开文件,指着一处用红笔修改的地方,“比如这个‘工作台定位精度±0.1微米’,武水院的专家结合未来洁净厂房微振动控制的数据,建议改为±0.08微米,更符合实际工况。我们和长光所、哈工大论证后采纳了。”
吕辰快速浏览着文件,心中涌起一股暖流。
这不再是他们最初那份略显理想化的清单,而是凝聚了全国多个顶尖单位智慧的、可执行可验证的技术规范。
每一处修改背后,都可能是一次长途电话会议、一叠演算纸、甚至是一轮激烈的技术争论。
宋颜教授感慨道:“孙科长,看到这份文件,我们更深切地感受到‘星河计划’不是一个人在战斗。刘工在长光所一线攻坚,你们在后方夯实基础,哈工大、武水院提供专项支撑……这才是真正的全国一盘棋。”
“一家人不说两家话。”孙科长笑着摆摆手,“刘工是我们厂派出去的骨干,他在长光所代表的不光是光机组,也带着我们机床厂全体技术人员的期望。这份清单上的每一个指标,都关系到未来光刻机能不能造出来、造出来能不能用。我们厂党委专门开了会,把配合‘星河计划’列为头等重要的政治任务和技术攻坚方向。”
接下来的讨论更像是一次项目进度同步会。
孙科长详细介绍了机床厂目前的准备情况:“气浮导轨的原理样机已经完成,用的是你们红星所提供的‘掐丝珐琅’电路板做控制,目前静态悬浮稳定性达到设计要求的70%。问题出在动态响应上,快速运动时气膜厚度波动太大,导致定位抖动。”
“激光干涉测量系统,我们和上海光学仪器厂联合攻关,氦氖激光器的稳定性基本解决,但干涉信号在车间环境下的抗干扰能力还不足,特别是大型设备启停时的电网扰动。”
“最难的还是那个‘压电陶瓷微动台’。压电陶瓷材料国内能小批量做,但性能离散度大,迟滞和非线性严重。我们正在和硅酸盐研究所合作,尝试改进配方和极化工艺……”
吕辰认真地听着,不时在笔记本上记录。
他注意到,孙科长提到的每一个技术难点,几乎都能在清单草案的备注栏里找到对应的风险提示,那是刘工和各位专家提前预判到的“深水区”。
“孙科长,关于压电陶瓷的非线性补偿,”吕辰抬起头,“我们集成电路实验室的诸葛彪同志,最近在研究一种基于查找表的自适应补偿算法模型。虽然是为晶体管特性补偿设计的,但思想是相通的。如果需要,我们可以把初步思路和数学模型分享过来。”
孙科长眼睛一亮:“太好了!我们正缺这方面的理论支持。压电陶瓷的位移和电压关系不是简单的线性,每次运动轨迹不同,迟滞曲线都略有差异。如果能建立实时补偿模型,精度至少能提升一个数量级!”
讨论持续了两个多小时。
没有客套,没有保留,有的只是技术人员之间最直接的碰撞与对接。
谢凯的笔记密密麻麻记了十几页,不仅包括技术要点,还标注了各单位对接人、下一步协同节点、需要红星所协调的资源清单。
离开时,孙科长一直将三人送到厂门口:“清单正式收讫,所有技术要求我们确认无误。请转告刘星海教授和‘星河计划’领导小组,上海机床厂保证完成任务!明年一季度,气浮导轨和激光干涉测量系统的工程样机一定拿出来!”
上午的对接顺利得让人振奋。
三人走在黄埔江边,这座城市,既有外滩的百年风华,也有漕河泾、杨树浦的工业脉搏;既有岳阳路的学术静谧,也有南京路的市井繁华。
黄浦江静静流淌,对岸,浦东的田野还沉睡在冬日之中,但吕辰知道,用不了多少年,那里将会崛起一片新的天地。
而他们,正在将这片土地上的工业力量、学术智慧,一点点编织成一张支撑未来技术崛起的大网。
或许,今天还只是图纸上的线条、实验室里的样品、会议室中的构想。
但总有一天,它会成长为参天大树,荫蔽一个时代。
下午,上海的天空难得放晴,冬日的阳光透过薄云洒下来,给这座湿冷的城市带来些许暖意。
李科长亲自驾车,载着吕辰和谢凯,前往虹桥机场。
车内,李科长一边熟练地转动方向盘,一边说着话:“汤教授他们坐的是下午两点半从北京起飞的航班,按时间算,差不多四点钟能到。机场那边我已经打过招呼,可以直接开到停机坪附近接人。”
“李科长,循环测试装置,今天能准备好吗?”谢凯在后座问道,手里拿着笔记本。
“已经安排人在弄了。”李科长点点头,“我们用有机玻璃做了一个透明的小型循环系统,泵用的是我们厂里最耐腐蚀的聚四氟乙烯磁力泵。就是那个观察窗的密封还有点问题,小张他们正在想办法。”
吕辰转过头:“关键是出口溶液的采样和检测。我们要能在循环过程中,每隔一段时间就取样,测金属离子含量。”
“原子吸收光谱仪已经校准好了。”李科长语气严谨,“精度能达到ppb级。”他顿了顿,“不过,如果真像你们说的,氮化硅陶瓷几乎不腐蚀,那可能根本测不出金属离子。”
“那才是最好的结果。”吕辰微笑道。
车子驶上通往机场的公路,路面变得宽阔起来。
远处,虹桥机场的指挥塔已经隐约可见。
到达机场时,刚好下午三点五十分。
李科长出示了工作证和介绍信,车子被允许开到一个指定的接机区域。
三人下车,站在空旷的水泥坪上等待。
初冬的机场风很大,吹得人衣角猎猎作响。
吕辰紧了紧大衣领子,望向跑道的方向。
天空中偶尔有飞机起降,引擎的轰鸣声震动着空气。
“来了。”谢凯忽然指着东南方向的天空。
一个小黑点逐渐变大,变成一架银灰色的伊尔-14型客机。
飞机平稳地降低高度,对准跑道,起落架触地时溅起一缕青烟。
机身沿着跑道滑行,最终缓缓停在远端的停机位。
乘客们陆续走下舷梯,吕辰眯起眼睛,在人群中寻找着熟悉的身影。
“在那儿!”谢凯眼尖,率先看到了。
汤渺教授穿着一件深灰色的呢子大衣,围着围巾,手里拎着一个公文包。
他身后跟着一个三十岁左右的年轻人,戴着眼镜,是工业陶瓷中心的叶谈老师。
两人各推着一个带轮子的大行李箱,那箱子看起来相当沉重,轮子在水泥地面上发出沉闷的滚动声。
“汤教授,叶老师!”吕辰快步迎上去。
“小吕!”汤渺教授脸上露出笑容,松开行李箱把手,与吕辰用力握手,“又见面了。宋教授呢?”
“宋教授直接去有机所了,正在和赵主任深入沟通。”吕辰解释道,又转向叶谈,“叶老师好!”
叶谈与吕辰、谢凯一一握手,眼神专注:“小吕、小谢,这次你们介绍了个好活,汤教授一路上都在说你们在上海的发现。要我跟着来,看看我们的这些样品在实际工况下的表现。”
李科长也上前做了自我介绍。
寒暄过后,大家合力将两个大行李箱抬上吉普车后备箱,箱子确实很重,里面显然装了不少东西。
“直接去有机所?”李科长问道。
“对,抓紧时间。”汤渺教授看看手表,“现在四点半,到有机所大概五点。先和赵主任、宋教授汇合,看看他们的实验室条件,今天晚上就把初步测试做起来。”
车子驶离机场,重新汇入上海的车流。
汤渺教授坐在后座,询问着这两天吕辰他们在上海的详细情况。
吕辰一一汇报,从感光材料厂的合作意向,到试剂总厂面临的腐蚀难题,再到与有机所赵主任的会面。
“所以,现在最关键的就是验证我们的陶瓷材料,到底能不能扛住氢氟酸这种极端环境。”汤渺教授听完后总结道。
“不只是验证。”吕辰补充,“还要找到大规模应用的工程路径。李科长他们最担心的是,实验室里做几个完美样品容易,但真要变成化工厂里敢用、能用的设备,中间还有太多坎儿。”
叶谈从随身携带的公文包里取出一份文件:“出发前,我们整理了材料中心目前能稳定制备的几种氮化硅和氧化锆陶瓷的性能数据。这是初步的技术手册,待会儿可以给有机所和试剂厂的同志看。”
吕辰接过文件,快速翻阅。
里面用表格形式列出了不同配方陶瓷的密度、硬度、抗弯强度、断裂韧性、热膨胀系数等基础性能,还有在几种常见酸碱中的腐蚀速率数据。
数据很详细,看得出材料中心在这方面确实积累了相当扎实的研究基础。
“腐蚀数据里……没有氢氟酸?”吕辰注意到一个问题。
叶谈推了推眼镜:“说实话,之前我们根本没想过要把陶瓷材料用在氢氟酸环境。大家都知道氢氟酸是‘什么都能吃’的,所以我们的腐蚀测试主要集中在硫酸、盐酸、硝酸这些常见强酸,以及碱液。氢氟酸……太特殊了。”
“但你们根据材料特性推断,氮化硅应该能扛住?”谢凯问。
汤渺教授接过话头:“从化学键角度分析,氮化硅的Si-N键非常稳定,氟原子很难取代氮原子。而且氮化硅表面会形成一层致密的二氧化硅保护膜,虽然二氧化硅本身会被氢氟酸腐蚀,但那层膜非常薄,且腐蚀后可能形成新的保护机制。当然,这些都是理论推测,需要实验验证。”
他顿了顿,语气变得严肃:“小吕,你们在上海提出的这个需求,如果真能实现,对我们材料中心来说是一个重大的应用突破。过去我们研究这些高性能陶瓷,主要瞄准的是机械加工、耐磨部件这些方向。但如果能在化工耐腐蚀领域打开局面,那市场前景和应用价值就完全不同了。”
车子抵达岳阳路的中科院有机化学研究所时,已是下午五点十分。
夕阳西斜,给红砖楼群镀上一层暖金色。
赵主任和宋颜教授已经在主楼前等候。
众人简短寒暄后,赵主任直接带大家去了实验室大楼。
“我特意腾出了一个通风条件最好的实验室,防护措施也检查过了。”赵主任边走边说,“氢氟酸这东西,安全第一。我们都戴好防护手套、护目镜,实验服也要穿。”
实验室位于三楼,宽敞明亮,通风橱设备完善。
实验台上已经摆放好了各种器皿,特氟龙烧杯、塑料镊子、防腐手套、护目镜,还有几个密封的试剂瓶,标签上醒目地写着“hF,40%”。
“我们试剂厂提供的氢氟酸,最高浓度就是40%。”李科长解释道,“再高的浓度运输和储存都太危险。不过40%已经足够严苛了,化工厂实际生产中用的大多是这个浓度范围。”
汤渺教授点点头,示意叶谈打开行李箱。
两个大行李箱被平放在实验室空地上,打开后,里面是整齐排列的各种样品和样件,都用软布或泡沫仔细包裹着。
叶谈戴上手套,开始一件件取出,摆放在铺着白色实验台纸的长桌上。
首先是几组陶瓷阀芯模拟件,大小和形状类似常见的截止阀阀芯,但材质是灰白色的氮化硅和米黄色的氧化锆。
表面经过精密加工,光洁如镜,能倒映出实验室的灯光。
“这是按常见阀芯尺寸等比例缩小制作的模拟件。”叶谈介绍道,“我们用不同的成型和烧结工艺做了几组,想看看工艺差异对耐腐蚀性有没有影响。”
接着是带法兰的小型管道接头,法兰盘上已经钻好了螺栓孔。
还有陶瓷勺具、微型烧杯和坩埚,这些都是化工实验室和生产线上的常用工具。
“这些工具类样件,主要是想验证陶瓷材料在频繁接触腐蚀介质情况下的长期稳定性。”汤渺教授补充道。
然后是结构展示样件,陶瓷密封环,截面呈现复杂的几何形状;陶瓷研磨球,直径从几毫米到一厘米不等,表面极其光滑;一小段陶瓷管,壁厚均匀,内壁光滑度很高。
最后是厚厚一沓技术资料,叶谈将性能数据册分发给在场的每个人,又拿出几份工艺说明文件。
赵主任戴上老花镜,仔细翻阅数据册,手指在表格上缓缓移动:“氮化硅,室温抗弯强度……650兆帕,这个数据很不错。热膨胀系数2.9x10??\/c,和金属相差很大啊,这意味着如果和金属法兰连接,热应力会是个大问题。”
“所以我们带来了不同热膨胀系数配方的样品。”叶谈指向一组氧化锆样品,“氧化锆的热膨胀系数接近某些不锈钢,在10x10??\/c左右,可能更适合与金属件配合使用。”
宋颜教授更关注腐蚀数据:“浓硫酸,沸腾条件下,腐蚀速率0.002毫米每年……这个数据很漂亮。但是氢氟酸这一栏真的是空白。”
“所以今天就是要填补这个空白。”汤渺教授说着,已经戴上了防护手套,“赵主任,实验室可以开始了吗?”
“随时可以。”赵主任示意实验室助手小刘,“准备恒温水浴,设定80°c。把氢氟酸转移到特氟龙容器中。安全防护再检查一遍!”
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