内蒙古,BT市,白云鄂博矿区。
西伯利亚的冷空气,顺着阴山山脉俯冲而下,矿区室外气温逼近零下十五度。
厂区铁路专线上,一列绿皮货运火车带着刺耳的刹车声,停靠在卸货站台。
四名穿着厚重军大衣的装卸工拉开包厢铁门。
车厢内部,一排排散发着紫红色金属光泽的阴极铜板整齐码放。
这是从安徽铜陵连夜发出的99.998%高纯度铜锭,里面仅含十几个ppm的氧原子杂质。
秦远山裹着棉大衣,站在站台上。
他呼出一口白气,走上前,从第一排抽出一份过塑的化验单副本,核对批号和成分数据。
确认无误后,他对着身后的叉车司机挥手。
三辆重型叉车驶入站台,将这批承载着天枢扩容计划希望的粗胚,直接运入启航稀土新材料研究院的一号特种车间。
车间内温度高达二十五度,灯火通明。
两台高耸的立式真空区熔炉,占据了中心位置。
炉体外围新加装了复杂的电磁阵列发生器,粗大的水冷铜管和绝缘线缆交织在一起,一端连接着沉重的变压器箱,另一端直连十六个预留的传感器接口。
秦远山脱下棉大衣,露出里面的灰色防静电大褂。
他端着那个掉漆的搪瓷茶缸,走到一号区熔炉的控制台前。
“第一批料入场,准备挂锭。”秦远山下达指令。
两名高级钳工立刻戴上隔热手套,将一块经过切割的铜陵阴极铜锭搬上电动葫芦。
葫芦缓慢上升,将铜锭垂直吊入区熔炉的耐高温石墨坩埚中心。
上方卡盘降下,气动机械臂以精确的牛顿力距锁死铜锭两端。
秦远山走到炉体观察窗前,看了一眼内部的垂直对中情况,转头看向身旁的真空操作员。
“封炉门,启泵。”
厚重的双层水冷不锈钢炉门被推上,八个重型法兰螺栓被依次对角锁死。
两台双级旋片式真空泵发出低鸣,控制台上的真空规管读数开始快速跳动。
从十的五次方帕,一路向下急坠。
十分钟后,分子泵介入。
高频转子的尖啸声在车间内回荡,真空度读数最终停留在10的负四次方帕。
“真空度达标,回填高纯氩气。”秦远山下达第二道指令。
气瓶区的减压阀被拧开。
纯度达到99.999%的保护性氩气顺着管道注入炉膛,打破了极度真空的状态,形成微正压。
这是为了防止外部空气,在加热过程中产生微小的倒吸。
物理环境搭建完毕。
“启动加热系统,环形感应线圈通电。”秦远山放下茶缸。
控制面板上的红色指示灯亮起。
强大的高频交流电,涌入环绕在石墨坩埚外侧的铜线圈。
电磁感应作用下,处于线圈正前方的固态铜锭局部温度瞬间飙升。
透过石英玻璃观察窗,可以清晰看到那段约十厘米长的铜段从暗红色转为亮黄色,最终坍塌为一团散发着刺目光芒的液态熔池。
由于表面张力的存在,这团液态铜并没有直接流淌下来,而是悬浮在固态铜棒之间。
“熔区建立完成。”现场主操手盯紧界面。
“开启升降伺服电机,设定移动速率,每分钟两毫米。”
轻微的齿轮咬合声传来,环形感应线圈开始自下而上缓慢移动。
熔化的液区跟随着线圈的位移,在整根铜棒上进行轴向攀爬。
秦远山站在屏幕前,紧盯物理变化。
这是区熔精炼的核心动作。
根据偏析原理,残留在铜锭内部的微量氧原子和铁、钴等杂质,在液态铜中的溶解度远大于固态。
当熔区向前移动时,前端的固态铜被熔化,后端的液态铜重新结晶凝固。
杂质原子拒绝进入新生成的纯净晶格,只能被迫留在液态熔池中,随着熔区一路向铜棒尾端迁移。
时间推移,线圈向上移动了十厘米。
新凝固的底端铜棒在氩气保护下,选露出接近镜面的极致金属质感。
一名年轻的助理工程师面露喜色,刚要开口说话,警报声骤然响起。
控制台上的热电偶数据监控屏亮起红光。
第十一号和第十二号传感器,回传的温度曲线出现了剧烈的锯齿状波动。
“液固界面温度梯度失稳!”主操手大声喊道。
“中心点温度突然飙升,上下界面温差达到正负八度!”
秦远山脸色剧变,大步跨到控制台前。
透过观察窗,原本平齐的液固分界面发生了严重的扭曲变形。
液态铜池在高温段发生了剧烈的沸腾翻滚,宽带瞬间拉大。
物理规则在极限尺度下露出了狰狞的面目。
铜锭本身的直径存在几十微米的公差,导致铜棒表面与环形加热线圈的物理间距,在移动过程中并不绝对恒定。
距离拉近的微秒间,热辐射功率指数级上升。
高温下液态金属内部产生的强对流热扰动,原本单向推挤杂质的进程被彻底打乱。
翻滚的液态铜,将刚刚富集的杂质重新卷回下方的凝固面上。
二次污染发生,杂质回扩。
PID温控系统试图介入干预,但这种传统的闭环控制存在固有的物理延迟。
测温、反馈、计算、调整功率,整个链路需要两秒钟。
在宏观工业中,两秒钟可以忽略不计。
但在冲击五个九的极度微观世界里,两秒钟足以让数以亿计的氧原子重新渗入纯铜晶格。
这根阴极铜眼看就要报废。
“切断电源!停止线圈进给!”
秦远山没有任何犹豫,直接拍下主控台上的紧急红色按钮。
高频交流电瞬间被切断。
炉膛内的亮黄色液态铜池迅速黯淡,结晶凝固。
一条扭曲的暗色波纹留在了铜棒中段,那是杂质反扑的物理现象。
几名工程师面面相觑。
秦远山没有发火,也没有责怪操作员。
他拿起桌上的笔,在一张白纸上快速写下几个公式,计算热量逃逸的延迟时间。
人力和传统电子仪表,跨不过这种维度的物理壁垒。
秦远山转身,走到一旁的保密通信台,抓起红色电话听筒,按下直通燕京的快捷键。
三十秒后,电话接通。
“佳杰,我是秦远山。”秦远山直奔主题。
“物理区熔第一次上机失败,传统PID控制器压不住炉内的热流紊乱,温度梯度波动超过正负八度,杂质发生回扩。
我们需要算力接管。”
电话那头,燕京启航超算中心的控制室内,陆佳杰刚刚结束一轮发那科协议的逆向解析。
听到秦远山的情况,他立刻将当前的运算任务挂起。
“秦老,白云鄂博特种车间的玄武网关在线。”陆佳杰盯着屏幕上闪烁的节点。
“把十六组热电偶的数据接口物理直连到网关上。”
白云鄂博车间内,技术员迅速行动,将一把粗大的黑色数据排线从区熔炉的仪表板上拔下,直接插进角落里一台银色外壳的玄武终端接收器。
“数据已接入。”秦远山回复。
燕京超算中心,两万个刀片服务器节点瞬间分出八千个核心,独立成一个专门的高频计算模块。
大屏幕上弹出了那根发生波动的铜锭三维透视图,十六个红点在屏幕上闪烁,那是热电偶的物理位置。