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第404章 碳化硅技术

作者:一只小牛奶本书字数:K更新时间:
    如果不能攻克碳化硅技术,龙国的能源危机无法解决,科技发展将陷入瓶颈,航天、军工、计算机等领域的突破都将受到严重限制!


    这是一场关乎国家未来的科技攻坚战!


    “我们从碳热还原法入手。”


    在实验室里,材料学专家们围在研究台前,仔细讨论着实验方案。


    碳热还原法,是一种理论上可行的碳化硅制备工艺——以二氧化硅(sio?)和高纯碳(C)为原料,在高温炉中反应,生成碳化硅(siC)。


    化学方程式如下:


    sio2+3C→siC+2Co↑sio_2 + 3C → siC + 2Co↑sio


    2


    +3C→siC+2Co↑


    理论上,这个反应简单可行。但现实,却远比想象中复杂!


    第一次实验——失败!


    当科研人员将高纯度石英粉(sio?)和碳黑(C)混合后放入高温炉,并将温度升高至2000c时,炉内反应剧烈。


    然而,当他们取出反应产物时,却发现——


    碳化硅的纯度极低,夹杂着大量未完全反应的杂质!


    “温度控制不稳定,导致反应不完全!”


    “而且,碳源的纯度不够,导致最终产物中含有大量杂质!”


    第二次实验——依旧失败!


    科研团队尝试调整炉温,并更换更高纯度的碳粉,但依然无法得到真正高纯度的碳化硅晶体。


    第三次、第四次……第十次实验——全部失败!


    实验室里,科研人员们的脸上满是疲惫,但没有一个人选择放弃。


    陈平安站在实验室中央,目光坚定地看着所有人:“问题出在哪里?”


    材料专家擦了擦布满汗水的额头,沉声道:“炉温控制!碳化硅的形成需要极为稳定的高温环境,而我们的高温炉,温度波动达到了±50c,这会直接影响碳化硅的结晶质量!”


    “另外,碳化硅晶体在生成过程中,容易受到氧化杂质的污染,导致最终产品纯度下降。”


    陈平安点了点头,沉思片刻后,缓缓说道:“那就从高温炉和原料提纯技术入手,逐步攻克!”


    科研团队开始多线并行攻关——


    (1)自主研发新型高温炉!


    “如果现有的高温炉温控不稳定,那我们就自已造一台更精准的!”


    在陈平安的指示下,龙国的热工专家和机械工程师联手,开始研发一款全新高精度工业高温炉!


    他们引入了先进的温控技术,将炉内温度波动控制在±5c以内,确保碳化硅晶体能在稳定的高温环境中生长。


    此外,他们还在炉内增加了特制的惰性气体保护层,防止杂质混入,提高碳化硅的结晶质量!


    (2)改进原料提纯技术!


    “如果碳粉和二氧化硅的纯度不够,那我们就想办法提纯!”


    材料科学家们开始研究新的提纯工艺——


    利用化学沉淀法,提高二氧化硅的纯度,去除杂质颗粒!


    采用等离子体净化技术,提高碳粉纯度,确保碳源质量!


    增加多道过滤工序,减少反应过程中的杂质混入!


    这一系列技术改进,大幅度提升了碳化硅的提取质量!


    时间一天天过去,科研团队在实验室里日夜奋战,无数次失败、无数次调整、无数次数据修正……


    终于,在第297次实验中——


    当研究员们打开高温炉,取出反应产物时,所有人都屏住了呼吸!


    晶莹剔透的碳化硅晶体,静静地躺在炉盘上!


    “快!检测纯度!”


    实验室里,所有人都紧张地等待着分析结果。


    很快,数据出来了——


    99.9%!


    碳化硅纯度:99.9%!


    成功了!!!


    ——整个实验室,瞬间沸腾!


    “陈主任,我们成功了!高纯度碳化硅晶体提取成功!”


    “我们终于突破了碳热还原法的技术瓶颈!”


    “龙国,成为世界上第一个完成碳化硅高纯度提取的国家!”


    科研团队的所有人,激动得热泪盈眶!


    但——这仅仅是第一步!


    陈平安看着手中的碳化硅晶体,眼神深邃:“各位,这只是开始。”


    “提取出来的碳化硅,还只是材料,要让它真正发挥作用,还需要解决晶体生长、器件制造、电力应用等一系列技术难题!”


    “接下来,我们的任务更重——要让碳化硅,真正走向工业化应用!”


    ——龙国的碳化硅革命,才刚刚开始!


    ……


    随着高纯度碳化硅(siC)晶体的成功提取,陈平安带领科研团队乘胜追击,正式开启碳化硅在电力、工业和航天领域的应用研究!


    他们的目标只有一个——让碳化硅真正走向实用化,成为推动龙国科技腾飞的核心动力!


    “要想工业腾飞,先把电输好!”


    龙国的能源困境,并非发电不足,而是输电效率低下!尽管核电站已投入运行,但传统的高压交流输电存在较高的能量损耗,大量电力在传输过程中被白白浪费!


    解决方案:碳化硅高压直流输电(hvdC)换流阀!


    换流阀,是高压直流输电系统的“心脏”,负责将交流电转换为直流电,减少长距离输电的损耗。


    传统换流阀采用硅基器件,存在高损耗、散热不佳、耐压能力不足等问题,导致输电效率受限。


    但碳化硅,彻底改变了这一切!


    科研团队突破性研发出——基于碳化硅的高压直流输电换流阀!


    优势如下:


    超低损耗:碳化硅器件的导通损耗比传统硅基换流阀降低30%以上,极大提升输电效率!


    超高耐压:碳化硅的耐压能力是硅的10倍,可承受更高电压,减少换流站数量,降低输电成本!


    超强散热:碳化硅的热导率是硅的3倍,有效降低设备温度,提高系统稳定性!


    实验成功!


    当实验室的换流站成功运行,输电损耗大幅降低,科研人员们沸腾了!


    “成功了!我们的输电效率提升了30%!”


    “这意味着,核电站的电能可以更高效地输送到全国各大工业基地!”


    “能源瓶颈,终于缓解了!”


    但,陈平安并不满足!


    他又提出了一个更宏伟的目标——打造“智能电网”!


    利用碳化硅器件的高效能,科研团队研发出新型变压器和智能电网控制系统,实现电力分配的精准调节,让全国范围内的电能调度更加智能、高效、稳定!


    高压直流输电+智能电网,让龙国的能源系统焕然一新!


    全球首次,碳化硅在国家级能源系统中实现应用!


    电力瓶颈解决后,工业生产如何更高效利用能源?最近转码严重,让我们更有动力,更新更快,麻烦你动动小手退出阅读模式。谢谢
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