深秋的风卷着银杏叶撞在实验室的玻璃窗上,发出沙沙的声响。
龙祖茂盯着恒温箱里的铌锡线圈,指尖在记录板上划下最后一个数据——77K时,线圈的临界电流密度突破了1.2×10?A/cm2。
他直起身,后颈的汗珠顺着衣领滑进后背,与白大褂上的液氮渍混在一起,晕出深色的斑块。
“龙老师,俄罗斯那边的样品到了。”助手小林抱着保温箱进来,箱子表面凝着白霜,“瓦西里教授说,这是他们最新的‘北极光’铌锡丝,让咱们测测在强磁场下的表现。”
龙祖茂接过保温箱,入手冰凉。打开箱盖的瞬间,一股白雾喷涌而出,裹着细碎的冰晶落在他的实验手套上。里面整齐码着十根银灰色的细丝,每根都缠着蓝
色标签,标注着“φ0.5mm,长度10cm”。他拿起一根对着光看,丝身均匀得像拉丝机刚吐出的蛛丝,只有在特定角度才能看到内部细微的晶界——那是铌锡合金凝固时自然形成的“指纹”。
“准备3T磁场环境。”龙祖茂按下操作台的红色按钮,实验室中央的亥姆霍兹线圈开始嗡鸣,铁芯逐渐泛起淡紫色。
小林在一旁调试低温系统,液氮顺着管道注入线圈冷却套,观测屏上的温度数值飞速下跌:100K、80K、70K……当指针停在4.2K时,他喊道:“达到液氦温度了!”
龙祖茂将一根铌锡丝固定在测试架上,这根丝的标签上画着个小小的北极熊,是瓦西里的手笔。
他调整好拉力计,按下“启动”键,亥姆霍兹线圈的嗡鸣声陡然拔高,磁场强度以每秒0.1T的速度攀升。
观测屏上,电流曲线像条绷紧的银线,随着磁场增强缓缓抬升。
“奇怪。”龙祖茂皱眉,“临界电流下降的斜率比预期陡。”他指着屏幕上的曲线,“在1T时还能维持1×10?A/cm2,到2T就只剩6×10?了——这比他们给的参数低了近30%。”
小林凑近看,突然指着曲线的某个拐点:“龙老师,你看这里,1.5T的时候有个微小的波动。”
龙祖茂放大图像,果然,在1.5T附近,电流曲线有个几乎难以察觉的下凹,像被针尖轻轻扎了一下。
“是晶界问题?”他想起上周测试国产铌锡时,也出现过类似的波动,后来发现是晶界处的氧含量超标导致的。
他从恒温箱里取出备用的铌锡丝,用刀片小心地切开一段,放在显微镜下。
屏幕上,铌锡的晶粒像堆积的雪花,在某些区域,晶粒之间的缝隙比正常情况宽了近一倍,里面还嵌着细小的黑色颗粒。
“是碳杂质。”龙祖茂肯定地说,“瓦西里他们的拉丝机可能混入了碳钢部件,高温下碳扩散进了合金里。”
小林拿出光谱仪,对着黑色颗粒照射,屏幕上立刻跳出碳元素的特征峰。“含量0.03%。”他咋舌,“难怪临界电流掉得这么快——碳会削弱晶界的超导连接。”
龙祖茂没说话,只是从抽屉里翻出个旧笔记本,那是他高中时的实验记录,封面都磨掉了角。
他翻开其中一页,上面画着歪歪扭扭的线圈,旁边写着“11月17日,第19次失败,铜丝里的铁杂质让线圈短路”。
“你看。”他指着笔记,“当年用铜丝绕线圈,总在低温下短路,后来发现是铜里的铁杂质在低温下形成了超导相,导致电流异常。现在的问题差不多——都是杂质在捣鬼,只是从铁变成了碳。”
小林若有所思:“那我们能不能像处理铁杂质那样,用热处理消除碳的影响?”
龙祖茂点头:“试试吧。把温度升到800℃,保温两小时,让碳扩散到晶粒内部,或许能改善晶界性能。”