江州,江钢集团,特种合金车间。
这里是江钢最神秘的地方,平时大门紧闭。今,林远、孙大炮坐着轮椅,还有一群穿着厚重防护服的老师傅,正围着一台像太空舱一样的巨大设备发愁。
这是一台真空电子束熔炼炉。
简单,就是一把超级大的电子枪。它能发射出高能电子流,像闪电一样,把金属瞬间加热到几千度。
“林董,这钼太硬了。”
操作工老李,抹了一把脸上的汗虽然车间有空调,但他紧张得冒汗。
“我们已经把功率开到最大了,但这块钼锭,就是不化。”
透过厚厚的铅玻璃观察窗,可以看到炉子里,一束蓝幽幽的光打在金属块上。金属块变得通红,甚至发白,但就是不变成水。
“熔点太高了。”孙大炮叹气,“2600度啊!咱们炼钢才1500度。这就像拿打火机去烧砖头,烧红了容易,烧化了难。”
“而且,”老李指着仪表盘,“这钼不纯,里面杂质多。一加热,杂质就乱跑,把电子束给冲散了。这就好比你拿水枪滋人,半路上被炔了一下,劲儿就泄了。”
死局。
火不够猛。
料不够纯。
如果化不开,就没法提纯。没法提纯,就造不出合格的电极。造不出电极,碳基芯片就是废品。
林远盯着那个顽固的金属块。
“既然一把枪不够……”
“那我们就加枪。”
“加枪?”老李愣了,“这炉子就设计了一个枪位啊。”
“那就改。”
林远指着炉顶。
“在侧面,再开两个洞。”
“把备用的电子枪,装上去。”
“三把枪,对着一个点打!”
“三英战吕布!”
“这……”老李吓了一跳,“林董,这炉子受得了吗?三把枪的热量加在一起,炉壁会被烧穿的!”
“加冷却。”林远当机立断。
“把我们之前给光刻机用的那套液态金属散热技术拿过来。”
“给炉壁外面,包上一层铜管,通上冰水。”
“只要冷却跟得上,炉子就炸不了。”
“可是,”孙大炮担心,“三把枪,电子流会互相干扰啊。磁场一乱,电子束就打偏了,万一打到炉壁上……”
那就是切豆腐一样,瞬间切开个大口子,大家一起玩完。
“用AI控枪。”
林远看向汪韬远程。
“汪总,这三把枪的磁场,交给你了。”
“你要让它们各走各的道,最后撞在一起。”
“像编辫子一样,把三股能量,拧成一股绳!”
改造完成。
三把巨大的电子枪,像三门大炮,对准了坩埚里的钼块。
“开火!”
“滋滋滋”
三道刺眼的蓝光,汇聚在一点。
温度瞬间飙升。
2000度……2500度……2800度!
终于,那个顽固的金属块,扛不住了。
表面开始软化,塌陷,变成了一汪亮得刺眼的液体。
“化了!化了!”老李激动地喊。
但是,还没等大家高兴一秒钟。
“砰!”
炉子里突然传来一声闷响。
那一汪铁水,像是开了锅的油一样,突然炸了!
滚烫的金属液滴,四处飞溅!
“啪嗒!”
一滴铁水溅到羚子枪的发射口上。
“警报!电子枪短路!停机!”
系统自动切断羚源。
炉子里一片狼藉。那把昂贵的电子枪,枪口被糊住了,废了。
“这……”老李傻眼了,“怎么会炸呢?也没放水啊?”
林远看着监视器。
“不是水。”
“是气。”
林远解释道:
“这钼块是买来的粗料,里面包裹着很多微的气泡氮气、氧气。”
“在常温下,气泡被锁在金属里,没事。”
“但是,一旦金属化成水,气泡就自由了。”
“而且,炉子里是真空的为了保护电子枪。”
“气泡在真空里,会瞬间膨胀几千倍!”
“这就好比在油锅里滴了一滴水。”
“只不过,这是2800度的铁水炸锅。”
这就是“喷溅Splashing”。
提纯最怕的就是这个。一炸,不仅损耗材料,还会把设备搞坏。
“怎么办?”孙大炮急了,“这枪修修还能用,但如果再炸一次,咱们就没备件了。”
“得把气排出来。”
“可是气在金属心里,化了才能出来,化了就会炸。这是死循环啊。”
林远在控制室里来回踱步。
“既然它想出来……”
“那我们就让它慢慢出来。”
“不要一下子全化开。”
林远提出了一个新方案。
“滴流熔炼drip melting。”
“什么叫滴流?”老李没听过这词。
“你看过蜡烛吗?”林远问。
“蜡烛燃烧的时候,是一层一层化的。化聊蜡油,顺着旁边流下来。”
“我们不把钼块放在坩埚里煮。”
“我们把钼块做成一根长棒子,吊在炉顶上。”
“电子枪,只对着棒子的底端打。”
“让它像蜡烛一样,一滴一滴地化。”
“每一滴金属水,在滴落的过程中,都暴露在真空郑”
“这时候,里面的气泡,就会在下落的那一秒钟里,温柔地跑出来。”
“等它落到下面的坩埚里时,气已经跑光了,就不会炸了!”
这就是“真空脱气”的土法子。
把“大锅乱炖”,改成了“火慢炖”。
再次开机。
这一次,炉子里的景象变了。
一根粗大的钼棒悬挂着,缓缓旋转。
电子束像一把火炬,舔舐着棒子的底端。
一颗颗亮晶晶的金属液滴,像雨点一样落下。
没有爆炸,没有飞溅。
液滴落入下方的水冷铜坩埚,重新凝固成锭。
“气排干净了。”老李松了口气,“但这纯度……还不够啊。”
化验结果出来了:99.95%。
离做芯片要求的99.9999%6N,还差得远。
里面的杂质比如铁、镍、碳,并没有随着气体跑掉。它们还混在钼里。
“怎么把杂质弄出来?”
“杂质和钼混在一起,就像水和酒精混在一起,很难分。”
林远盯着那个重新凝固的钼锭。
“利用贪吃的原理。”
“什么?”
“区域熔炼Zone Refining。”
林远在白板上画了一条长长的金属锭。
“杂质有个特性:它们更喜欢待在液体里,不喜欢待在固体里。”
“如果我们把这块金属锭,从左到右,局部加热。”
“制造一个只有几厘米宽的熔化区。”
“然后,让这个熔化区,慢慢地,从头走到尾。”
“当熔化区往前走的时候,后面冷却结晶的部分,会把杂质踢出来。”
“杂质就会被迫跑进前面的液体里。”
“就像扫地一样。”
“那个熔化区就是扫帚,把所有的灰尘杂质,都扫到最后面!”
“最后,把尾巴切掉,剩下的就是纯净的!”
“这就叫赶鸭子!”
原理懂了,操作很难。
要控制那个“熔化区”稳定地移动,速度不能快也不能慢。
快了,杂质来不及跑。
慢了,金属会再次污染。
“汪总,看你的了。”
“盘古”再次接管羚子枪。
屏幕上,那个蓝色的光圈,套在长长的钼锭上,开始缓慢移动。
速度:1毫米\/分钟。
就像蜗牛爬一样。
但是,效果惊人。
随着光圈的移动,杂质不断地向后富集。
扫一遍。
扫两遍。
扫十遍!
整整三三夜。
这块金属被反复熔化、凝固了十次。
最后。
“切尾巴!”
工人把金属锭的最后一段那是黑色的,全是杂质切掉。
剩下的部分,闪烁着银白色的、纯净的光芒。
送检。
纯度:99.%!
6N级高纯钼!
“成了!”孙大炮坐在轮椅上,激动得拍大腿,“这比金子还纯啊!”
林远拿着那块沉甸甸的高纯钼。
这就是芯片的“电极”。
有了它,碳基芯片的最后一道难关攻克了。
“顾盼,”林远走出车间,虽然满脸疲惫,但眼神明亮。
“把这块金属,送到北大彭教授那里。”
“告诉他,这是江钢几万工人,用汗水给他炼出来的。”
“让他省着点用。”
“还有,”林远看向远方。
“既然我们能炼钼,那我们就能炼钨、钽、铌。”
“我们要建立一个国家级特种金属材料库。”
“以后,不管外国人卡什么脖子。”
“我们都能自己造。”
然而,就在这时。
一个意想不到的电话打来了。
是“华为”的一位高管。
“林董,听你们搞出了6N级的钼?”
“是的。”
“我们想买。”
“没问题,大家都是盟友。”
“不,不仅仅是买。”对方的声音有些严肃。
“我们想请您,帮个忙。”
“什么忙?”
“我们有一批射频芯片5G芯片。”
“因为缺少一种关键的滤波器材料,一直没法量产。”
“那种材料,也是被日本垄断的。”
“叫钽酸锂Litao3。”
“您既然能搞定铌酸锂,能不能……顺手帮我们也搞定这个?”
林远愣了一下。
5G芯片?
这是美国人制裁华为最狠的地方。如果能帮华为突破这个……
那就是捅了美国饶肺管子。
“钽酸锂……”
林远想了想。
“和铌酸锂是亲兄弟,性质差不多。”
“但是,钽的熔点更高,更难伺候。”
“不过,”林远笑了。
“既然炉子都热了,那就再炼一炉!”
“告诉华为。这活儿,我接了。”
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