第472章 材料界的變革
第472章 材料界的變革
『三鋁鈦鈥-二釔-氨羧配合材料』，外加螯合物、離解、離子配位等一系列名詞砸暈的不止是直播間裡面的普通觀眾。
就連大部分的專家都被砸的有些暈乎乎的。
這些專業名詞如果不是恰好是化學以及合金專業的，即便是滿腦子是知識的專家也都是一臉懵的，不知道是什麼。
而即便是化學與合金專業的，如果不是正好在研究這一塊，恐怕也會聽的半知半解的。
因為這些個名詞，大部分都是最近幾年才出現的東西。
比如螯合物、離子配位這兩個名詞是最近風車國才應用在重金屬離子污水處理技術上的，而氨羧基團配合材料則是生物化學前沿剛發明出來的名詞。
兩者都還沒有出圈到被大部分專家熟知的地步。
直播間裡面的專家第一次體會到了和普通觀眾一樣的心情，開始懷疑人生，開始懷疑自己腦子裡面的知識是不是都是假的。
不過在看到韓元說這項材料是上一次直播最後一個多月的時候研發出來時，各國立刻開始翻閱直播錄屏，很快就找到了這種材料的冶煉視頻並仔細的觀看起來。
『三鋁鈦鈥-二釔-氨羧配合材料』，是以鋁鈦兩種金屬為核心，摻雜了鈥、釔兩種稀有金屬以及氨羧基團材料製造的一種合金粉末。
它的原理是藉助鈥、釔這兩種稀有金屬的原子的強共鍵能力來形成一種比較穩定，卻又容易在高溫下脫落的氨羧基團。
而在高溫環境中，這種『三鋁鈦鈥-二釔-氨羧配合材料』能輕易的脫掉氨羧基團，氨羧基團脫掉後，鈥、釔兩種稀有金屬的原子鍵能迅速共建其他金屬原子，從而形成一個穩定的金屬離子螯合環，進而保證3D列印材料的物理強度和化學性能。
這種奇思妙想一般的研發過程和利用的原理讓各國的專家驚嘆不已。
特別是研究粉末合金方面的專家，更是驚嘆連連瞪大了雙眼，恨不得將『三鋁鈦鈥-二釔-氨羧配合材料』的整體配置過程看上個千百遍，即便是死了也要刻在碑上。
事實上，金屬材料和其他材料的複合的並不是沒有。
但總體來說，金屬材料和其他材料互相連接起來形成的複合材料並不穩定。
比如陶瓷金屬複合材料。
但無論是採用機械連接還是粘接連接，亦或者是釺焊連接微波連接、超聲連接等方法，形成的金屬陶瓷複合材料都有著相當大的缺點。
因為陶瓷與金屬的鍵型不同，難以實現良好的冶金連接。
也就是陶瓷和金屬複合冶煉做不到像金屬與金屬熔煉成合金一樣，讓原子融合在一起，形成穩定的晶界。
其次是陶瓷與金屬的熱膨脹係數差異很大，兩種材料的複合接頭出容易產生較大的殘餘應力，這會讓接頭出的強度降低。
當然，這個問題不止會出現陶瓷金屬複合材料上，基本凡是金屬和其他材料進行橋接都有這種問題。
畢竟金屬的熱膨脹係數要遠大與其他材料。
但這個問題對於金屬複合材料來說是很致命的。
因為金屬的熱膨脹係數較高會導致兩種材料的連接處在遭受到高溫的時候出現膨脹係數不一致，進而脫落的情況。
而除此了上述兩個最關鍵的問題外，還有陶瓷表面潤濕性差，連接工藝確定困難等各種麻煩。
所以金屬和非金屬材料的複合，一直是材料界的一個難題，也是一個重點研究方向。
這是因為在現代的航空航天、電力電子、能源交通等各種領域中，單一的材料已經無法滿足越來越變態的需求了。
往往只有複合材料才能應對。
比如金屬陶瓷複合材料，如果這兩者之間能實現良好的結合的話。
能應用的範圍就相當廣闊了。
金屬材料具有相當優秀的抗震、抗熱、韌性好、延展性強等優點，而陶瓷材料則具有硬度高、耐熱性好、耐腐蝕等特性。
如果能將兩者結合起來，那麼這種新型複合材料將具有硬度大、高溫強度高、蠕變性能好、耐腐蝕、抗疲勞等各種性能。
將兩種材料結合起來，不僅可以充分利用兩種材料各自的優良性能，滿足要求的複雜構件，還能降低成本。
除此之外，這對材料界的發展也具有相當重要的意義，甚至可以說是一個歷史性的突破。
當然，不是說任何一種金屬都能和陶瓷結合的，也不是說結合了就一定會具有優良的性能。
但這廣闊的前景，讓各國都砸入了不少的資金進行研究。
只可惜這個研究方向一直都沒有什麼進展。
然而意外的驚喜卻是來的如此悄然，這種以前並沒有被眼前這名主播細緻講解的『三鋁鈦鈥-二釔-氨羧配合材料』，給了材料界一針雞血，讓所有的材料專家都亢奮了起來。
雖然目前這種材料只能應用於金屬和金屬的原子鍵橋接上，但氨羧基團的出現，讓各國的專家看到了一條光明的大道。
氨羧基團可不是金屬材料，而是一種化學生物材料。
而既然這種化學生物材料能和金屬材料的原子鍵完美的契合，那就代表著金屬原子鍵能和非金屬材料的原子鍵完美結合這條路是完全可行的。
至少鈥、釔這兩種稀有金屬的原子鍵，能完美的結合其他非金屬材料是已經得到了證實的。
而剩下的金屬和其他的非金屬材料他們完全可以一點一點的去實驗，去尋找如何讓金屬材料的原子鍵與其他材料的原子鍵互相橋接。
這對於材料界來說，是一次巨大的變革。
就像原始時期的人類從只能用石頭，和後面會提煉使用銅鐵的地步一樣。
這種技術促進的，是整個文明，它能讓整個文明實現質的飛躍。
因為目前很多科技都受限於材料的性能而無法得到突破，一旦材料突破，科技將又迎來一次蓬勃的發展。
模擬空間內，韓元倒沒有想那麼多。
他抓了一把『三鋁鈦鈥-二釔-氨羧配合材料』粉末在鏡頭下展示了一下後，又將手中材料放回了箱子裡面。
讓X-1型工業機器人繼續工作，而他自己則找到水源清理了一下手上殘留的金屬粉末。
雖然這種材料來源於系統傳遞給他的中級材料知識，但其實在一定程度上還得感謝泰山基地的那個前任宿主。
當初第一次進入泰山基地的時候，韓元就被基地大廳中那些各式各樣的動漫圖片震驚到了。
當然，震驚他的不是一個華國的基地中會有日漫人物的出現。
而是繪製這些日漫人物的材料。
那些繁雜的圖案，全都是由金屬構成的，且圖案之間不同的顏色，是金屬顆粒過度形成的。
紅色的金屬顆粒中夾雜著藍色、綠色等多重不同的顏色，但看起來卻分明無比。
每一顆金屬顆粒，幾乎都完美的展示出來了自己獨有的顏色，且沒有和旁邊的金屬科技融合。
這種以金屬顆粒本身的顏色作為原料，能清晰的過渡和展示的顏色的合金演練技術震驚當時的他好久，感覺太不可思議了。
那時候，韓元根本就無法想像這樣的金屬材料和圖案到底是怎麼設計製造出來的。
因為這種合金的冶煉方式已經超出了他的想像力和知識面。
但現在想來，這些合金圖案，其實利用的就是不同金屬材料之間原子鍵的橋接能力不同而實現的。
當然，這並不是他現在飄了，而是接觸到的知識多了，以前一些原本看起來神秘莫測的東西，現在都能分析出背後的理論了。
除了那些繪製各種動漫人物的金屬顆粒外，還有泰山基地中那種能散發著如海浪一般波動的合金大門，在接觸到中級材料知識信息後，他也懂的了其背後的原理和提煉方法。
現在回首，韓元大概已經能判斷出泰山基地那個前任宿主的科技程度了。
比如今的他要高一些，但也不會高出太多。
至少在材料這一塊，基本上泰山基地裡面使用的各種材料他都能製造出來了。
將手清洗乾淨後，韓元拉過鏡頭，帶著觀眾來到了3D列印工廠的另一邊。
在這裡有著列印X-1型工業機器人零部件的列印設備。
和之前仿若貨櫃一般的列印設備不同，這一處廠房被劃分成了數個區域。
每隔區域都用高強度的鋼化玻璃隔開，裡面是類似於防震台一樣的金屬台。
這些金屬台可以在一個很大範圍內前後上下挪動。
這是為了方便數控程序進行調節，能穩定的將各個零部件列印出來。
X-1型工業機器人零部件列印和其他零件的列印不同。
列印X-1型工業機器人使用的材料大部分都是各種合金，無論是金屬骨骼，還是框架，亦或者是金屬線什麼的，它們的基礎材料全都是合金。
但3D列印金屬粉末器材有一個很大的問題，那就是它需要提供一定的溫度或者說使用雷射掃描來確保列印出來的金屬零部件能粘合在一起。
別忘了『三鋁鈦鈥-二釔-氨羧配合材料』需要一千三百度的溫度才能起作用，才能增強列印零部件的物理強度。
所以運輸金屬粉末的管道，需要用耐高溫合金製造，這樣才能增強3D列印臂的使用壽命。
而增強使用壽命的另一點，則是保持3D列印臂的穩定不動。
但機械臂不動的話，就無法正常列印出各種形狀的零部件了。
所以，機械臂的動，挪移到了底部的金屬平台上。
金屬平台裡面有一套完整位移控制系統，3D印表機裡面的程序可以完美的操控這個平台，通過上下左右移動，取代機械臂的挪動。
這樣也可以做到完美的列印金屬零部件。
而機械臂只需要保持固定，源源不斷的輸出的列印材料就可以了。
而說起機械臂，韓元抬頭看了一下固定在天花板上的東西。
在這個可以肆意挪動自己的金屬台上方，垂落下了一根根的機械臂。
這些機械臂的形狀像一個個倒立的『哈利法塔』；底部細，頂部粗，頂部連接著一根根的列印材料輸送管道。
每一個倒立的『哈利法塔』上都盤踞著十幾根輸材管道。
這些輸送列印材料的管道如同老樹盤根一樣，盤踞在『哈利法塔』上面，可以將列印材料像擠牙膏一樣擠出來。
直播間裡面的觀眾對這種懸掛式的3D列印設備很是好奇，紛紛詢問。
【主播主播，這東西完工了嗎？完工了的話，能不能讓我們見識一下？】
【我怎麼感覺上面那個輸送列印材料的機械臂像是固定死的一樣？沒法動？】
【剛剛說了，是底下的那個金屬盤動，上面輸送材料那個是不動的。】
【咦，這和普通的3D印表機是反過來的啊？普通的是管道動，底盤穩定。】
【主播嘛，正常，不走尋常路。】
【這能將機器人完整的列印出來嗎？】
【打機器人算啥，我想看主播打個J20出來。】
【J20：我的機很大你忍億下（狗頭）】
【親：這邊建議您列印個航空母艦呢。】
【印表機:我可太難了。】
看著彈幕，韓元笑了笑，道：「對於X-1型工業機器人這種超複雜的設備，3D印表機想要一次性列印出來是不可能的。」
「這不僅僅是它的結構太過複雜，除此之外，還有一些零件是3D列印技術無法直接列印處理來的。」
「比如鋰硫電池、比如控制晶片、比如磁軸承圓珠等等，就目前的列印技術而言，還做不到將其直接列印出來。」
「這些東西會在另外的工廠裡面進行生產，然後通過組裝工廠進行組裝。」
「現在X-1型工業機器人的生產，會是一條完整的流水線。」
「3D列印工廠列印的主體配件、自動化電池生產廠會伸長電池、數控光刻機生產控制晶片等等，然後這些東西會被統一送入組裝工廠中進行組裝。」
「相對比以前通過數控設備生產製造X-1型工業機器人的零部件來說，3D列印工廠生產能極大的簡化生產製造過程，縮短製造時間。」
「如果說之前製造一台機器人的所有零配件需要五天的時間，那麼通過3D列印技術，僅僅半天的時間就足夠了。」
(本章完)
『三鋁鈦鈥-二釔-氨羧配合材料』，外加螯合物、離解、離子配位等一系列名詞砸暈的不止是直播間裡面的普通觀眾。
就連大部分的專家都被砸的有些暈乎乎的。
這些專業名詞如果不是恰好是化學以及合金專業的，即便是滿腦子是知識的專家也都是一臉懵的，不知道是什麼。
而即便是化學與合金專業的，如果不是正好在研究這一塊，恐怕也會聽的半知半解的。
因為這些個名詞，大部分都是最近幾年才出現的東西。
比如螯合物、離子配位這兩個名詞是最近風車國才應用在重金屬離子污水處理技術上的，而氨羧基團配合材料則是生物化學前沿剛發明出來的名詞。
兩者都還沒有出圈到被大部分專家熟知的地步。
直播間裡面的專家第一次體會到了和普通觀眾一樣的心情，開始懷疑人生，開始懷疑自己腦子裡面的知識是不是都是假的。
不過在看到韓元說這項材料是上一次直播最後一個多月的時候研發出來時，各國立刻開始翻閱直播錄屏，很快就找到了這種材料的冶煉視頻並仔細的觀看起來。
『三鋁鈦鈥-二釔-氨羧配合材料』，是以鋁鈦兩種金屬為核心，摻雜了鈥、釔兩種稀有金屬以及氨羧基團材料製造的一種合金粉末。
它的原理是藉助鈥、釔這兩種稀有金屬的原子的強共鍵能力來形成一種比較穩定，卻又容易在高溫下脫落的氨羧基團。
而在高溫環境中，這種『三鋁鈦鈥-二釔-氨羧配合材料』能輕易的脫掉氨羧基團，氨羧基團脫掉後，鈥、釔兩種稀有金屬的原子鍵能迅速共建其他金屬原子，從而形成一個穩定的金屬離子螯合環，進而保證3D列印材料的物理強度和化學性能。
這種奇思妙想一般的研發過程和利用的原理讓各國的專家驚嘆不已。
特別是研究粉末合金方面的專家，更是驚嘆連連瞪大了雙眼，恨不得將『三鋁鈦鈥-二釔-氨羧配合材料』的整體配置過程看上個千百遍，即便是死了也要刻在碑上。
事實上，金屬材料和其他材料的複合的並不是沒有。
但總體來說，金屬材料和其他材料互相連接起來形成的複合材料並不穩定。
比如陶瓷金屬複合材料。
但無論是採用機械連接還是粘接連接，亦或者是釺焊連接微波連接、超聲連接等方法，形成的金屬陶瓷複合材料都有著相當大的缺點。
因為陶瓷與金屬的鍵型不同，難以實現良好的冶金連接。
也就是陶瓷和金屬複合冶煉做不到像金屬與金屬熔煉成合金一樣，讓原子融合在一起，形成穩定的晶界。
其次是陶瓷與金屬的熱膨脹係數差異很大，兩種材料的複合接頭出容易產生較大的殘餘應力，這會讓接頭出的強度降低。
當然，這個問題不止會出現陶瓷金屬複合材料上，基本凡是金屬和其他材料進行橋接都有這種問題。
畢竟金屬的熱膨脹係數要遠大與其他材料。
但這個問題對於金屬複合材料來說是很致命的。
因為金屬的熱膨脹係數較高會導致兩種材料的連接處在遭受到高溫的時候出現膨脹係數不一致，進而脫落的情況。
而除此了上述兩個最關鍵的問題外，還有陶瓷表面潤濕性差，連接工藝確定困難等各種麻煩。
所以金屬和非金屬材料的複合，一直是材料界的一個難題，也是一個重點研究方向。
這是因為在現代的航空航天、電力電子、能源交通等各種領域中，單一的材料已經無法滿足越來越變態的需求了。
往往只有複合材料才能應對。
比如金屬陶瓷複合材料，如果這兩者之間能實現良好的結合的話。
能應用的範圍就相當廣闊了。
金屬材料具有相當優秀的抗震、抗熱、韌性好、延展性強等優點，而陶瓷材料則具有硬度高、耐熱性好、耐腐蝕等特性。
如果能將兩者結合起來，那麼這種新型複合材料將具有硬度大、高溫強度高、蠕變性能好、耐腐蝕、抗疲勞等各種性能。
將兩種材料結合起來，不僅可以充分利用兩種材料各自的優良性能，滿足要求的複雜構件，還能降低成本。
除此之外，這對材料界的發展也具有相當重要的意義，甚至可以說是一個歷史性的突破。
當然，不是說任何一種金屬都能和陶瓷結合的，也不是說結合了就一定會具有優良的性能。
但這廣闊的前景，讓各國都砸入了不少的資金進行研究。
只可惜這個研究方向一直都沒有什麼進展。
然而意外的驚喜卻是來的如此悄然，這種以前並沒有被眼前這名主播細緻講解的『三鋁鈦鈥-二釔-氨羧配合材料』，給了材料界一針雞血，讓所有的材料專家都亢奮了起來。
雖然目前這種材料只能應用於金屬和金屬的原子鍵橋接上，但氨羧基團的出現，讓各國的專家看到了一條光明的大道。
氨羧基團可不是金屬材料，而是一種化學生物材料。
而既然這種化學生物材料能和金屬材料的原子鍵完美的契合，那就代表著金屬原子鍵能和非金屬材料的原子鍵完美結合這條路是完全可行的。
至少鈥、釔這兩種稀有金屬的原子鍵，能完美的結合其他非金屬材料是已經得到了證實的。
而剩下的金屬和其他的非金屬材料他們完全可以一點一點的去實驗，去尋找如何讓金屬材料的原子鍵與其他材料的原子鍵互相橋接。
這對於材料界來說，是一次巨大的變革。
就像原始時期的人類從只能用石頭，和後面會提煉使用銅鐵的地步一樣。
這種技術促進的，是整個文明，它能讓整個文明實現質的飛躍。
因為目前很多科技都受限於材料的性能而無法得到突破，一旦材料突破，科技將又迎來一次蓬勃的發展。
模擬空間內，韓元倒沒有想那麼多。
他抓了一把『三鋁鈦鈥-二釔-氨羧配合材料』粉末在鏡頭下展示了一下後，又將手中材料放回了箱子裡面。
讓X-1型工業機器人繼續工作，而他自己則找到水源清理了一下手上殘留的金屬粉末。
雖然這種材料來源於系統傳遞給他的中級材料知識，但其實在一定程度上還得感謝泰山基地的那個前任宿主。
當初第一次進入泰山基地的時候，韓元就被基地大廳中那些各式各樣的動漫圖片震驚到了。
當然，震驚他的不是一個華國的基地中會有日漫人物的出現。
而是繪製這些日漫人物的材料。
那些繁雜的圖案，全都是由金屬構成的，且圖案之間不同的顏色，是金屬顆粒過度形成的。
紅色的金屬顆粒中夾雜著藍色、綠色等多重不同的顏色，但看起來卻分明無比。
每一顆金屬顆粒，幾乎都完美的展示出來了自己獨有的顏色，且沒有和旁邊的金屬科技融合。
這種以金屬顆粒本身的顏色作為原料，能清晰的過渡和展示的顏色的合金演練技術震驚當時的他好久，感覺太不可思議了。
那時候，韓元根本就無法想像這樣的金屬材料和圖案到底是怎麼設計製造出來的。
因為這種合金的冶煉方式已經超出了他的想像力和知識面。
但現在想來，這些合金圖案，其實利用的就是不同金屬材料之間原子鍵的橋接能力不同而實現的。
當然，這並不是他現在飄了，而是接觸到的知識多了，以前一些原本看起來神秘莫測的東西，現在都能分析出背後的理論了。
除了那些繪製各種動漫人物的金屬顆粒外，還有泰山基地中那種能散發著如海浪一般波動的合金大門，在接觸到中級材料知識信息後，他也懂的了其背後的原理和提煉方法。
現在回首，韓元大概已經能判斷出泰山基地那個前任宿主的科技程度了。
比如今的他要高一些，但也不會高出太多。
至少在材料這一塊，基本上泰山基地裡面使用的各種材料他都能製造出來了。
將手清洗乾淨後，韓元拉過鏡頭，帶著觀眾來到了3D列印工廠的另一邊。
在這裡有著列印X-1型工業機器人零部件的列印設備。
和之前仿若貨櫃一般的列印設備不同，這一處廠房被劃分成了數個區域。
每隔區域都用高強度的鋼化玻璃隔開，裡面是類似於防震台一樣的金屬台。
這些金屬台可以在一個很大範圍內前後上下挪動。
這是為了方便數控程序進行調節，能穩定的將各個零部件列印出來。
X-1型工業機器人零部件列印和其他零件的列印不同。
列印X-1型工業機器人使用的材料大部分都是各種合金，無論是金屬骨骼，還是框架，亦或者是金屬線什麼的，它們的基礎材料全都是合金。
但3D列印金屬粉末器材有一個很大的問題，那就是它需要提供一定的溫度或者說使用雷射掃描來確保列印出來的金屬零部件能粘合在一起。
別忘了『三鋁鈦鈥-二釔-氨羧配合材料』需要一千三百度的溫度才能起作用，才能增強列印零部件的物理強度。
所以運輸金屬粉末的管道，需要用耐高溫合金製造，這樣才能增強3D列印臂的使用壽命。
而增強使用壽命的另一點，則是保持3D列印臂的穩定不動。
但機械臂不動的話，就無法正常列印出各種形狀的零部件了。
所以，機械臂的動，挪移到了底部的金屬平台上。
金屬平台裡面有一套完整位移控制系統，3D印表機裡面的程序可以完美的操控這個平台，通過上下左右移動，取代機械臂的挪動。
這樣也可以做到完美的列印金屬零部件。
而機械臂只需要保持固定，源源不斷的輸出的列印材料就可以了。
而說起機械臂，韓元抬頭看了一下固定在天花板上的東西。
在這個可以肆意挪動自己的金屬台上方，垂落下了一根根的機械臂。
這些機械臂的形狀像一個個倒立的『哈利法塔』；底部細，頂部粗，頂部連接著一根根的列印材料輸送管道。
每一個倒立的『哈利法塔』上都盤踞著十幾根輸材管道。
這些輸送列印材料的管道如同老樹盤根一樣，盤踞在『哈利法塔』上面，可以將列印材料像擠牙膏一樣擠出來。
直播間裡面的觀眾對這種懸掛式的3D列印設備很是好奇，紛紛詢問。
【主播主播，這東西完工了嗎？完工了的話，能不能讓我們見識一下？】
【我怎麼感覺上面那個輸送列印材料的機械臂像是固定死的一樣？沒法動？】
【剛剛說了，是底下的那個金屬盤動，上面輸送材料那個是不動的。】
【咦，這和普通的3D印表機是反過來的啊？普通的是管道動，底盤穩定。】
【主播嘛，正常，不走尋常路。】
【這能將機器人完整的列印出來嗎？】
【打機器人算啥，我想看主播打個J20出來。】
【J20：我的機很大你忍億下（狗頭）】
【親：這邊建議您列印個航空母艦呢。】
【印表機:我可太難了。】
看著彈幕，韓元笑了笑，道：「對於X-1型工業機器人這種超複雜的設備，3D印表機想要一次性列印出來是不可能的。」
「這不僅僅是它的結構太過複雜，除此之外，還有一些零件是3D列印技術無法直接列印處理來的。」
「比如鋰硫電池、比如控制晶片、比如磁軸承圓珠等等，就目前的列印技術而言，還做不到將其直接列印出來。」
「這些東西會在另外的工廠裡面進行生產，然後通過組裝工廠進行組裝。」
「現在X-1型工業機器人的生產，會是一條完整的流水線。」
「3D列印工廠列印的主體配件、自動化電池生產廠會伸長電池、數控光刻機生產控制晶片等等，然後這些東西會被統一送入組裝工廠中進行組裝。」
「相對比以前通過數控設備生產製造X-1型工業機器人的零部件來說，3D列印工廠生產能極大的簡化生產製造過程，縮短製造時間。」
「如果說之前製造一台機器人的所有零配件需要五天的時間，那麼通過3D列印技術，僅僅半天的時間就足夠了。」
(本章完)