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第二百零七章 我们这样造金属氢

461我们这样造金属氢

实际上金属氢在两年前就已经被鸿盛超导研究所造了出来。

在当时曹直作为第一作者,张冲志为第二作者,在《自然》上就发表过一篇论文,引起轰动。

但是那块金属氢只在高压下才能存在,离开高压马上挥发飞散,不复存在。

当时对外公布的压力值是600Gpa,而实际压力值是865Gpa,600Gpa是世界上其它国家所能达到的最高值。

为了防止暴露刚琢合金的属性,就主动将实际压力值减少265Gpa。

接着下来这两年,张冲志与曹原又对高压机进行了改造,将压力值达到1800Gpa,可以将氢气在常温下,从气态压缩到液态,再到固态和金属态。

而不是先将氢气降温加压达到固态,然后再加压变成金属态。

但是在如此高的压力下,在外边撤去压力后,制造出的金属氢还是难以稳定住,会逐渐挥发掉。

这两年来实验了近400种方法,一直无法解决,真将曹原和张冲志愁白了头,眼看着前面的金娃娃就是拿不到。

这次终于让金属氢保持住稳定态,虽然还需要在一万个大气压下才可以,但是一万个大气压在现在的科技条件下,还是能找到办法维持住并在小范围内使用,而在上百万个大气压下就难以应用了。

这次制造出的金属氢是一次划时代的创造,意义极为重大,可以说从此以后轩辕国的科技将一骑绝尘而去,这也是一次科技进步带来的红利。

不用怀疑,金属氢将引领社会进行一次工业革命。

刚琢合金再立新功,没有它就不可能造出压力值达到1800Gpa的超高压力机,而地心的压力才可能达到350Gpa,以前采用金刚石顶砧技术,最多达到500Gpa。

还有如果没有飞天号飞船登月,就带不回那么多陨石,更不会发现铟元素超导微粒,曹直等人就不会受到启发,在压缩时掺入铟元素,这次的金属氢就造不出来。

这好像冥冥之中自有因果循环。

张冲志问曹直:“这次是怎么造出这块宝贝的?”

曹直兴奋地说:“这次能造出这块金属氢,主要是根据你以前的数学模型和精确计算结果。

我们将铟的性质和数据代入其中,发现铟含量在2.22%至2.24%之间,会有好的结果。

于是我们从2.22%开始,每次增加千分之一,又发现在2.235%至2.237%之间效果最好,又每次增加万之一,发现在2.2354%至2.2356%之间效果最好。

于是我们又增加十万分之一,这一次在达到2.%,制作出的金属氢突然就发生质变。就像这块金属氢,在外部压力降到100Gpa时竟然没有发生挥发,直到达到 1Gpa时,还没有发生挥发效应。

我们当时很高兴,认为将实现真正常压下的金属氢,但是当降低到9950个大气压时,金属氢突然开始挥发,在50秒钟之内就全部挥发为氢气。

我们又做了两次实验都是这样,而且当加铟量达到2.2354%时,金属氢也开始挥发,不过速度变慢100倍,但是无法停止。

这其中可能存在量子效应,我们现在不知道具体原因。

我们还发现,当铟元素达到金属氢含量的40%以上时,金属氢在常温下也不挥发,但是常温超导性早已不存在了。

另外在2.%至2.%之间,制作出的金属氢差别很小,具体性质相差不到十万分之一,所以我们选定得是2.%为铟元素的标准掺入量,上下有亿分之四以内的差别不影响金属氢的质量。”

张冲志说:“那么你们应该在这段时间已做了不下50次实验,应该有几十次做出金属氢,怎么只留下这一块?”

曹直有点尴尬地说:“由于有把握制作出来,所以每次都做压力实验,为了得到最佳数据都让它报废了,这次是完全确定百分含量后制造的第一块金属氢。

这是二十升常温下的氢气压缩得到的,质量为1.78克,这块金属氢的密度为0.52克每方厘米。。”

这些天同志们都日夜不停地实验,整整忙了十五天,这次都让我赶去休息去了,所以现在就我们两人在这里,这块金属氢的许多属性都还没有测量。”曹直补充说。

张冲志嘴角抽了抽,心说NNd,看来得我自己动手测量了。

于是对满脸疲态的曹原说:“你在旁边歇着,我来测试这块金属氢的属性。”可是曹直哪里能待住,于是两人一齐动手测试起来。

超导材料,是指在一定条件下,材料呈现出电阻等于零以及排斥磁力线的性质。

两人测量电阻,发现金属氢电阻在摄氏81度以下时,电阻为零,能够无损耗地传输电能。确定金属氢的超导临界温度tc为81摄氏度。

测量抗磁性,现在外磁场只能达到3特斯拉,磁动线不能透入,金属氢内磁恒为零,具体抗磁性极限怎样不清楚,也就是说临界磁扬hc不确定。

在一万个大气压下,室温20°c时,外磁场为3特斯拉时,测得金属氢的临界电流密度为6878万安培每平方厘米。

这个性能是掺硼球碳在21K时,超导性能的数倍左右。

这些属性是氧化铜、硼化美等电流强度的数十倍到数百倍。

金属氢的颜色为黑色,外表发散着金属光泽。

在测试完成后,张冲志和曹直两人都很兴奋,休息了一会儿,曹直说:“一万个大气压,这个压力还是挺巨大,用容器盛着,一是材料不好找,而且有安全隐患,最主要是很不方便,会限制住金属氢的使用范围。”

张冲志想了一下说:“一万个大气压,1Gpa的压力在宏观层面巨大,但到了分子层面就不大了,原子层面就更是小儿科,一定会有好的解决办法的!

好啦,你先去休息,我再去想想办法,别把身体给累垮!”

曹直这下真得感到很疲累,因为精神头都过去了,点点头,匆匆找地方休息去了。

静静看着高压机内那块黑黝黝的小方块,张冲不由浮想联翩。

从超导现象的发现到现在已有120多年的时间,自己和团队终于实现了人类的梦想,制造出在人类日常生活环境中具有超导性质的物质。

虽然还有需要维持在一万个大气压的使用限制,这已经是一个不太大的问题,他的脑中已有几个解决方案,不过需要有团队去将它变成现实,这只是方法和时间问题。

这一成果无论是从技术上,还是从对人类各项技术的推进上,对人类的重大意义上,这都是一个挪奖级的成果。

金属氢被称为“高压物理的圣杯”,有多种理论和对其属性的猜测。

有理论说它是一种简并态物质,是双原子分子h2的同素异形体,在常温下有亚稳定状态,会保持住固体形态。

但是自己团队利用刚琢合金,制造的50万吨压力机,利用刚琢合金超高的抗拉强度和抗压强度,使压力室的压力达到1800Gpa,制造出的金属氢也维持不住常温固态,所以理论与实际总是存在差距。

如果没有从陨石中发现铟,根据自己的数学模型进行计算,直接达到百分之0.01%的量级,这块金属氢还不知什么时间才能出现。

所以科技的发展很难有捷径,都是技术积累到一定程度,会产生一种质变,技术就会得到巨大进步。

科技发展也需要机遇!