第46章 材料難題

  「散熱問題不解決,小型化就是空談。「

  卓邵文把鉛筆往桌上一扔,揉了揉發酸的眼睛。五院實驗室的燈亮了一夜,他面前的圖紙已經改了第五版,每一版都差一點——不是體積超了,就是散熱不好,或者線路互相干擾。

  「陸工,「他抬起頭,揉了揉眼睛,「一百多個電子管,加上電阻電容,還要做成立體組裝,體積壓不到原來的三分之一。「

  陸承宇走過去,看了看圖紙。

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  「不要把所有元件都放在一個平面上,「他說,「做三層結構,電源層在最下面,信號層在中間,放大層在最上面。層與層之間用銅柱連接,既導電又支撐。「

  「三層?「卓邵文愣了一下,「那散熱怎麼辦?中間層的熱量散不出去。「

  「用導熱膠,「陸承宇說,「層與層之間塗導熱膠,把熱量導到外殼上。外殼用鋁合金,既輕又散熱。「

  卓邵文眼睛一亮。

  「我試試!「

  他又埋頭畫了起來。

  畫到第三版的時候,卓邵文發現了一個問題。

  銅柱連接三層結構,導電和支撐都沒問題,但銅的熱膨脹係數和矽片差了五倍。飛彈在高空飛行時,溫度從零上幾十度驟降到零下幾十度,銅柱和矽片的膨脹收縮不一樣,焊點會產生應力,反覆幾次就會斷裂。

  這個問題,陸承宇沒有提過。

  卓邵文沒有立刻去問。他在物理所搞了三年理論,最擅長的就是查資料、算數據。他翻出了五院圖書館裡所有關於熱應力的文獻,又找李建國要了蘇制制導艙的殘骸,一個焊點一個焊點地看。

  兩天後,他拿著新圖紙找到了陸承宇。

  「陸工,銅柱直接連接不行,熱膨脹係數差太多,溫度循環會斷。「

  陸承宇接過圖紙,看了一眼,眉頭皺了起來。他確實忽略了這個問題。在他的記憶里,後世的模塊用的是柔性電路板和球柵陣列封裝,但這個年代沒有這些技術。

  「你有什麼辦法?「

  「銅柱外面套一層聚四氟乙烯套管,「卓邵文指著圖紙上的一個細節,「聚四氟乙烯的熱膨脹係數介於銅和矽之間,能起到緩衝作用。而且它耐高溫、絕緣,不影響導電。「

  陸承宇看著圖紙上的設計,沉默了幾秒。

  這個方案,他沒有想到。不是技術上想不到,而是他習慣了用後世的思路解決問題,反而忽略了這個年代已有的材料和工藝。卓邵文不一樣,他是從這個年代的技術條件出發,一點一點地算出來、試出來的。

  「好方案,「陸承宇拍了拍他的肩膀,「就按你說的改。「

  卓邵文推了推眼鏡,嘴角動了動,沒說話,但耳朵紅了。

  這個在物理所搞了三年理論的年輕人,以前總覺得工廠里的技術太「土「,不如實驗室里的精密。但這兩個月,他跟著陸承宇從單晶爐走到擴散爐,從實驗室走到五院,才真正明白什麼叫「從實踐中來,到實踐中去「。

  理論是紙上的兵,實踐是手裡的槍。

  他又埋頭畫了起來。這一次,筆比之前穩了很多。

  曹文三負責電路部分。溫度補償電路已經搞定了,現在要把所有電路整合到模塊里,和卓邵文的機械結構配合。兩個人一個畫結構,一個畫電路,時不時湊在一起討論,有時候爭得面紅耳赤,有時候又同時笑出來。

  沈若蘭負責材料檢測。

  這個北大來的女生,話不多,但手很巧。她把每一種材料都測了一遍——鋁合金的導熱係數、銅柱的電阻率、導熱膠的耐溫範圍、絕緣板的介電常數。每測完一種,就記在筆記本上,整整齊齊。

  她之所以對材料這麼敏感,是因為在北大念書的時候,她的畢業論文做的就是「低溫環境下高分子材料的力學性能「。當時導師給了她一個課題,研究酚醛樹脂在零下四十度時的脆性斷裂。她在實驗室里凍了上百個樣品,一個一個地測衝擊強度,手都凍出了凍瘡。

  所以當她看到模塊設計圖上寫著「酚醛樹脂絕緣板「的時候,心裡就咯噔了一下。

  她沒有立刻說出來,而是自己先做了驗證。她找了一塊酚醛樹脂板的邊角料,放在冰箱的冷凍室里凍了一夜,第二天拿出來用錘子一敲——「咔嚓「一聲,碎成了好幾塊。

  然後她又去圖書館查了三天資料,把國內能買到的絕緣材料都列了出來,一個一個地對比耐溫範圍、機械強度、介電常數、價格。最後鎖定了兩種:環氧玻璃布板和聚醯亞胺薄膜。

  聚醯亞胺薄膜性能更好,但國內還不能生產,需要進口。環氧玻璃布板性能稍差,但國內有廠能生產,價格也貴不了多少。

  「陸工,「她拿著筆記本和那塊碎掉的酚醛樹脂板走過來,「我發現一個問題。「

  「什麼問題?「

  「我們選的絕緣板,是酚醛樹脂的,「沈若蘭把那塊碎板放在桌上,「這種材料在零下二十度的時候會變脆,震動時容易開裂。我凍了一塊樣品,敲了一下,碎了。沙漠裡晚上能到零下二十度,飛彈在高空飛行時溫度更低,不行。「

  陸承宇愣了一下。

  他確實忽略了這個問題。酚醛樹脂絕緣板在常溫下沒問題,但低溫脆性是它的通病。他搞了一輩子半導體,對封裝材料的了解反而不如這個北大來的女生深入。

  「那你覺得用什麼?「他問。

  「我對比了五種材料,「沈若蘭翻開筆記本,上面畫著密密麻麻的表格,「環氧玻璃布板最合適。耐溫範圍從零下五十度到零上一百五十度,機械強度是酚醛樹脂的三倍,介電常數也滿足要求。國內有廠能生產,就是價格貴一點,大概貴百分之二十。「

  她頓了頓,又說:「還有一種聚醯亞胺薄膜,性能更好,但國內不能生產,需要進口。我覺得先用環氧玻璃布板,以後有條件了再換。「

  陸承宇看著她,又看了看筆記本上整整齊齊的表格和那塊碎掉的酚醛樹脂板,心裡有些感慨。

  這個女生來廠里才半個月,不僅發現了一個所有人都忽略的問題,還自己做了驗證、查了資料、給出了兩種解決方案。這已經不是一個實習生的水平了,這是一個獨立工程師的水平。

  「好,就用環氧玻璃布板,「陸承宇應了一聲,「供應商的事,你去聯繫,需要什麼手續找林硯秋。這個子項目,從今天起由你獨立負責。「

  「是!「沈若蘭的眼睛亮了起來。

  她沒想到,自己來廠里才半個月,就能獨立負責一個子項目。在北大的時候,導師總說「女生搞物理沒前途「,系裡的男生也總用異樣的眼光看她。但在這裡,沒有人因為她是女生就輕視她,只要你有能力,就能得到認可。

  她抱著筆記本,快步走回工作檯,腳步比來時輕快了許多。

  一周後,第一版小型化模塊做出來了。

  鋁合金外殼,三層結構,一百多個電子管和元件整整齊齊地裝在裡面。原來占半個制導艙的電子設備,現在壓縮成了一個不到二十厘米見方的盒子。

  五院的技術人員圍過來看,一個個嘖嘖稱奇。

  「這……這是怎麼裝進去的?「

  「三層結構?我從來沒見過這種設計。「

  「印刷電路板?不用手工接線?這也太整齊了吧。「

  李建國拿起那個盒子,翻來覆去地看,又掂了掂重量。

  「比原來輕了三分之二,體積小了三分之二,「他喃喃道,「這要是裝到飛彈上,能省多少空間啊。「

  周主任也來了。他看著那個盒子,又看了看測試數據,半天說不出話。

  「陸中校,「他終於開口,「你這個模塊,比蘇制的還好。「

  「還沒經過測試,「陸承宇說,「下周做地面震動試驗和高低溫循環試驗,過了才算數。「

  「一定能過,「周主任道,「我有預感。「