第243章 光学显微镜
第243章 光学显微镜
林哲带著老婆饼走进了沈教授的实验室。沈教授接过来，说道：“阿庆，你太客气。”
沈教授的实验室坐落在一栋老楼三层，房间不算宽敞，约莫五十平米，却被各式仪器和设备塞得满满当当。
靠窗的墙边摆著一台老式光学显微镜，旁边散落著几片拋光过的钢样，表面泛著冷冽的光泽，显然刚被用来观察微观结构。
房间中央，一台小型电弧炉占据了显眼的位置，炉身漆黑。电弧炉旁是一套简易的热处理设备。
靠墙的另一侧，是一排木质架子，上面摆满了试管、烧杯和装著粉末的玻璃瓶，標籤上写著“v”、“nb”、“cr”等元素符號，那是微合金化实验的原料。
架子旁边掛著一块黑板，上面用粉笔画著相图和力学性能曲线，箭头和注释杂乱却清晰，显然是沈教授讲解时的隨手之作。
黑板下方的木台上，放著一台手动的硬度计，压头有些磨损。
林哲走到光学望远镜旁，沈教授道：“怎么，你想试试。”
“是，我还真没有用过呢。您教教我。”
沈教授笑著说道：“你就是天才，不知道你是怎么把这一切想像出来的。”
沈教授熟练地调整光学显微镜的载物台，然后凑近显微镜，俯下身，眯起眼晴，手指灵活地旋动粗调旋钮，视野迅速聚焦在一块合金样品上。
他一边调整，一边讲解：“你看这儿，先把光源调暗一点，再用斜射光，晶界的反差就出来了。別急著放大，先扫一遍整体，记下晶粒大小和分布一一这是计算的基础。”
林哲点头，接过沈教授递来的操作权，跟著他的指引慢慢转动旋钮。视野中，晶粒的轮廓逐渐清晰，沈教授指著其中一块区域说：
“看到没？这儿有几条位错线，横著穿过去，像小河流。你再换个高倍物镜，看看析出相的形状。”
林哲依言切换物镜，放大后，果然看到了一些细小的暗斑，散布在晶粒內部。他忍不住问：
“沈教授，这些析出相是不是有点偏大？这个成分，如果按照正常计算，预期是更细小的颗粒。”
沈教授直起身，扶了扶眼镜，语气中带著几分肯定：“你眼力不错。这些颗粒確实偏大，可能是热处理时温度没压住，析出物长得太快。
光靠这台光学显微镜，咱们顶多看到个轮廓。要真想看清它们的尺寸和成分，还得靠化学蚀刻或者更高明的傢伙。”
他顿了顿，嘆口气道：“唉，要是有台电子显微镜就好了，那玩意儿能放大几万倍，连原子排列都能瞧个清楚。”
林哲停下手中的动作，抬头看向沈教授，好奇地问：“电子显微镜？我听说过，英国和美国那边好像已经开始用了。真有那么神？”
沈教授笑了起来，靠在旁边的木桌上，语气里满是嚮往：“何止是神，简直是打开微观世界的大门！光学显微镜再好，解析度也就到0.2微米，细节再小就模糊了。可电子显微镜用的是电子束，波长远比光短，能看到几纳米的结构。
你想想，你的钒碳化物析出相，到底是针状还是板状，分布均匀不均匀，靠这老傢伙只能猜，电子显微镜一扫全明白，连位错的密度都能数出来。”
林哲眼中闪过一丝兴奋，说道：“我昨天看了量子力学原理，上面说道观测行为本身会改变系统，直接就想到了电子显微镜，真想看一看啊。”
“那要是有了电子显微镜，模型就能更准了。我现在算析出相的贡献，全靠相图和经验公式，一定会有误差。要是能直接看到它们的形態和分布，就能把公式修正得更贴近实际。”
“可不是嘛，”沈教授点头，语气中却多了几分无奈，“可惜啊，那东西贵得要命，还得有专门的真空环境，咱们这小实验室哪装得下？
港岛这地方，工业倒是热火朝天，可学术设备还得靠慢慢赞。我估摸著，再过几年，兴许能从国外弄一台二手的来。”
林哲心想，妈的，砸锅卖铁，我也要先搞一台。
林哲连续看了好几个合金，才意犹未尽的坐到沈教授旁边。
林哲把自己昨天打出来的文章递给沈教授看，沈教授推了推眼镜，目光在论文的计算部分停留良久，语气中带著一丝惊嘆：
“阿庆，你的理论框架非常精妙，尤其是通过数学方法量化微观结构与性能的关係，这在当前的材料研究中堪称突破。
不过，这些公式的推导和验证，计算量未免太大了些。单靠人力，恐怕很难在短时间內完成所有参数的优化。”
林哲笑著说：“的確如此，计算量实在太大了，所以我尝试简化了一些模型，优化了计算过程，最终得出了一些高强度低合金钢的配方。您看这里一”
他指著其中一页，上面列著几个化学成分比例和对应的力学性能预测，“这些配方的理论屈服强度能达到550mpa，抗拉强度接近700mpa，这是我在工厂里实际做出来的。现在正在测算另外一个。”
沈教授接过手稿，仔细审视，“550mpa的屈服强度？这在低合金钢中已经非常出色了。你是怎么平衡强度和韧性的？这可不是光靠计算就能轻易实现的。”
林哲点了点头，“关键在於控制碳含量和添加微量元素，这一款我添加了硼，调整了合金的热处理工艺。
之后，我在自己的钢铁厂里做了实验，实际测得的数据和理论预测几乎吻合。”
沈教授放下手稿，靠在椅背上，语气中多了几分感慨，“阿庆，你的才华真是让人嘆服。这种高强度低合金钢如果能大规模生產，对港岛的工业发展，甚至船舶、建筑领域都会有深远影响。下一步你有什么想法吗？”
林哲微微一笑，目光清亮，“沈教授，这次我就是特地来向您討教的。
第一个方向，我想从耐蚀性入手。在现有配方上调整微量元素，比如加一点铜或者镍，能不能形成更稳定的钝化层，挡住腐蚀的侵蚀。”
沈教授点了点头，敲了敲桌子说道，“铜和镍確实能提升耐蚀性，尤其是铜，能在表面生成一层致密的氧化物。不过，这会不会影响强度？你的高强度钢靠的是析出强化，元素间的相互作用可不简单。”
“您说得对，”林哲笑著说，“我计划用数学模型再仔细算一算。其实这个，就是一个计算的过程而已，只要计算能力跟得上，算出来是自然而然的。”
沈教授哈哈大笑，“好傢伙，你太自信了，不过你有自信的资本。”
林哲带著老婆饼走进了沈教授的实验室。沈教授接过来，说道：“阿庆，你太客气。”
沈教授的实验室坐落在一栋老楼三层，房间不算宽敞，约莫五十平米，却被各式仪器和设备塞得满满当当。
靠窗的墙边摆著一台老式光学显微镜，旁边散落著几片拋光过的钢样，表面泛著冷冽的光泽，显然刚被用来观察微观结构。
房间中央，一台小型电弧炉占据了显眼的位置，炉身漆黑。电弧炉旁是一套简易的热处理设备。
靠墙的另一侧，是一排木质架子，上面摆满了试管、烧杯和装著粉末的玻璃瓶，標籤上写著“v”、“nb”、“cr”等元素符號，那是微合金化实验的原料。
架子旁边掛著一块黑板，上面用粉笔画著相图和力学性能曲线，箭头和注释杂乱却清晰，显然是沈教授讲解时的隨手之作。
黑板下方的木台上，放著一台手动的硬度计，压头有些磨损。
林哲走到光学望远镜旁，沈教授道：“怎么，你想试试。”
“是，我还真没有用过呢。您教教我。”
沈教授笑著说道：“你就是天才，不知道你是怎么把这一切想像出来的。”
沈教授熟练地调整光学显微镜的载物台，然后凑近显微镜，俯下身，眯起眼晴，手指灵活地旋动粗调旋钮，视野迅速聚焦在一块合金样品上。
他一边调整，一边讲解：“你看这儿，先把光源调暗一点，再用斜射光，晶界的反差就出来了。別急著放大，先扫一遍整体，记下晶粒大小和分布一一这是计算的基础。”
林哲点头，接过沈教授递来的操作权，跟著他的指引慢慢转动旋钮。视野中，晶粒的轮廓逐渐清晰，沈教授指著其中一块区域说：
“看到没？这儿有几条位错线，横著穿过去，像小河流。你再换个高倍物镜，看看析出相的形状。”
林哲依言切换物镜，放大后，果然看到了一些细小的暗斑，散布在晶粒內部。他忍不住问：
“沈教授，这些析出相是不是有点偏大？这个成分，如果按照正常计算，预期是更细小的颗粒。”
沈教授直起身，扶了扶眼镜，语气中带著几分肯定：“你眼力不错。这些颗粒確实偏大，可能是热处理时温度没压住，析出物长得太快。
光靠这台光学显微镜，咱们顶多看到个轮廓。要真想看清它们的尺寸和成分，还得靠化学蚀刻或者更高明的傢伙。”
他顿了顿，嘆口气道：“唉，要是有台电子显微镜就好了，那玩意儿能放大几万倍，连原子排列都能瞧个清楚。”
林哲停下手中的动作，抬头看向沈教授，好奇地问：“电子显微镜？我听说过，英国和美国那边好像已经开始用了。真有那么神？”
沈教授笑了起来，靠在旁边的木桌上，语气里满是嚮往：“何止是神，简直是打开微观世界的大门！光学显微镜再好，解析度也就到0.2微米，细节再小就模糊了。可电子显微镜用的是电子束，波长远比光短，能看到几纳米的结构。
你想想，你的钒碳化物析出相，到底是针状还是板状，分布均匀不均匀，靠这老傢伙只能猜，电子显微镜一扫全明白，连位错的密度都能数出来。”
林哲眼中闪过一丝兴奋，说道：“我昨天看了量子力学原理，上面说道观测行为本身会改变系统，直接就想到了电子显微镜，真想看一看啊。”
“那要是有了电子显微镜，模型就能更准了。我现在算析出相的贡献，全靠相图和经验公式，一定会有误差。要是能直接看到它们的形態和分布，就能把公式修正得更贴近实际。”
“可不是嘛，”沈教授点头，语气中却多了几分无奈，“可惜啊，那东西贵得要命，还得有专门的真空环境，咱们这小实验室哪装得下？
港岛这地方，工业倒是热火朝天，可学术设备还得靠慢慢赞。我估摸著，再过几年，兴许能从国外弄一台二手的来。”
林哲心想，妈的，砸锅卖铁，我也要先搞一台。
林哲连续看了好几个合金，才意犹未尽的坐到沈教授旁边。
林哲把自己昨天打出来的文章递给沈教授看，沈教授推了推眼镜，目光在论文的计算部分停留良久，语气中带著一丝惊嘆：
“阿庆，你的理论框架非常精妙，尤其是通过数学方法量化微观结构与性能的关係，这在当前的材料研究中堪称突破。
不过，这些公式的推导和验证，计算量未免太大了些。单靠人力，恐怕很难在短时间內完成所有参数的优化。”
林哲笑著说：“的確如此，计算量实在太大了，所以我尝试简化了一些模型，优化了计算过程，最终得出了一些高强度低合金钢的配方。您看这里一”
他指著其中一页，上面列著几个化学成分比例和对应的力学性能预测，“这些配方的理论屈服强度能达到550mpa，抗拉强度接近700mpa，这是我在工厂里实际做出来的。现在正在测算另外一个。”
沈教授接过手稿，仔细审视，“550mpa的屈服强度？这在低合金钢中已经非常出色了。你是怎么平衡强度和韧性的？这可不是光靠计算就能轻易实现的。”
林哲点了点头，“关键在於控制碳含量和添加微量元素，这一款我添加了硼，调整了合金的热处理工艺。
之后，我在自己的钢铁厂里做了实验，实际测得的数据和理论预测几乎吻合。”
沈教授放下手稿，靠在椅背上，语气中多了几分感慨，“阿庆，你的才华真是让人嘆服。这种高强度低合金钢如果能大规模生產，对港岛的工业发展，甚至船舶、建筑领域都会有深远影响。下一步你有什么想法吗？”
林哲微微一笑，目光清亮，“沈教授，这次我就是特地来向您討教的。
第一个方向，我想从耐蚀性入手。在现有配方上调整微量元素，比如加一点铜或者镍，能不能形成更稳定的钝化层，挡住腐蚀的侵蚀。”
沈教授点了点头，敲了敲桌子说道，“铜和镍確实能提升耐蚀性，尤其是铜，能在表面生成一层致密的氧化物。不过，这会不会影响强度？你的高强度钢靠的是析出强化，元素间的相互作用可不简单。”
“您说得对，”林哲笑著说，“我计划用数学模型再仔细算一算。其实这个，就是一个计算的过程而已，只要计算能力跟得上，算出来是自然而然的。”
沈教授哈哈大笑，“好傢伙，你太自信了，不过你有自信的资本。”