第1329章 一三二七章 湘锑之光(1/2)
资水峡谷里的风依旧带着刺骨的湿冷。但冷水江梯级电站一期围堰合龙处,气氛却灼热如火。巨大的基坑里,混凝土正被蒸汽吊臂源源不断地注入基座模板,数百工人喊着整齐的号子。而在距离主坝址不到三里的一处相对平缓的河岸阶地上,一片新搭建的、异常整洁的工棚区却呈现出另一种紧张有序的忙碌。这里没有震耳欲聋的爆破和号子,只有低沉的电机嗡鸣、电解槽细微的「嘶嘶」气泡声,以及一种混合着焦炭、硫磺和某种独特金属气味的空气。
工棚区门口立着崭新的木牌:「明华大学冶金研究所—冷水江脆硫锑铅矿综合利用实验工场」。
棚内,炽亮的汽灯下,徐振邦教授用镊子小心翼翼地从最后一个电解槽的阴极板上,剥离下一块致密、闪烁着银蓝灰色寒光的金属锭。它大约两掌长、一掌宽,表面并不十分光滑,带着电解沉积特有的细微层理,但在灯光下,那层冷冽、略带暗蓝的光泽,却仿佛蕴含着比寻常铅锡沉重得多的力量。
「成了!」压抑不住的欢呼在略显空旷的工棚里爆发。围在电解槽旁的七八个年轻人——有面色黝黑、手上带着烫伤和酸蚀痕迹的赵振声、孙维钧等首届毕业生,也有更年轻些、刚从金陵赶来的第二届冶金系学生——几乎要跳起来。连续四十七个昼夜的调试、失败、再调试,消耗了从冷水江矿洞深处精选出来的近五吨高品位脆硫锑铅矿原石,终于在今天得到了回报。
徐振邦,这位年近五旬、曾在宋末工部军器监任职、后毅然投身明华大学的老冶官,此刻双手也微微颤抖。他将这块尚带余温的金属锭放在特制的棉垫上,拿起旁边小锤,轻轻一敲。
「叮——」声音清越悠长,迥异于铅的沉闷、锡的暗哑。
「纯度,」徐振邦的声音因为激动而有些沙哑,他看向负责最后一道化学分析的年轻助手,「报告!」
助手深吸一口气,念出手中的数据:「经三次湿法滴定与比重校正,锑含量……不低于百分之九十八点七!铅、砷、硫等主要杂质均低于工艺要求上限!」
「好!好!好!」徐振邦连说三个好字,布满血丝的眼睛里迸发出近乎狂喜的光芒。他抚摸着这块锑锭,如同抚摸初生的婴儿。「脆硫锑铅矿……古人只知其为‘青金’、‘连锡’,用以入药或炼不合格之‘铅丹’。谁能想到,以焦炭焙烧脱硫,再以这‘电化之力’进行电解精炼,竟能得此高纯锑锭!此物之性,坚而脆,热缩冷胀,与铅、铜、锡等亲和极佳……妙用无穷啊!」
他猛地转身,指向工棚一侧墙上悬挂的巨大示意图。图上清晰地描绘着从「冷水江脆硫锑铅矿」出发,延伸出的三条箭头:
第一条箭头指向「锑铅合金工坊」,旁边标注:「目标:铅锑合金(硬铅),拟用于蓄电池板栅,提升强度、抗蠕变、耐腐蚀,延长电池寿命及低温性能。」
第二条箭头指向「锑铜合金工坊」,标注:「目标:锑青铜(含锑铜合金),拟用于电缆护套、耐高温导线、高强度弹性元件,提升耐热、耐磨及机械强度。」
第三条箭头指向「锑锡合金工坊」,标注:「目标:锑锡焊料(含锑焊锡),降低熔点、提高流动性、增强焊缝强度与抗疲劳性,为精密仪器、电报及未来电器联接之基础。」
「诸生!」徐振邦的声音洪亮起来,压过了电解槽的嗡鸣,「高纯锑锭问世,仅仅是第一步!接下来,才是真正见功夫的时候!我们要用它,为方首相擘画的‘大明电气化’蓝图,锻造出最坚实、最耐用的筋骨!」
几乎在冷水江实验工场产出第一批合格锑锭的同时,金陵城西,依托明华大学材料实验室建立的「特种合金研发工坊」内,三组人马早已摩拳擦掌,枕戈待旦。
第一工坊:锑铅电池攻坚组,组长是陈远,数月前还在白水山电池厂跟铅膏和板栅较劲的化学工艺系毕业生。他面前摊开着沈青菱从常宁加急送来的厚厚一叠问题清单:「常宁电池板栅在深充放电循环百次后出现栅格变形、活性物质脱落加剧」、「高功率放电时板栅局部过热软化」、「寒冷环境下电池容量骤降」……
「沈师姐的问题,根源多半在纯铅太软。」陈远指着桌上几块从常宁带回的、已经有些变形的旧板栅,对组员们说,「文献记载,加入少量锑,能显著提高铅合金的硬度、强度和抗蠕变能力。但加多少?怎么加?铸造工艺、热处理要不要变?加锑后对铅膏附着、电解液浸润、充放电副反应有何影响?这些,书上没有,常宁的老师傅更不懂。得靠我们一点点试出来!」
他们用冷水江运来的首批锑锭,开始尝试不同比例的铅锑合金熔炼。小型坩埚炉火光闪烁,铸模、轧制、冲压成微缩板栅,然后进行模拟电池的充放电测试、金相观察、机械性能测定……失败是常态,脆裂、偏析、耐蚀性反而下降等问题层出不穷。但每一点微小的进展——比如找到某个锑含量区间,既能显著提高硬度,又不至于让板栅在循环中过早脆裂——都让陈远和组员们兴奋不已。他们知道,每提升一点电池的寿命和可靠性,就意味着明国的电报网、未来可能的电车、矿灯、乃至舰船辅助动力,能走得更稳、更远。
第二工坊:锑铜电缆突破组的挑战更为直接。来自「兴国电缆厂」的技术代表带来了近乎苛刻的要求:「赣西至金陵输电干线,夏季曝晒下电缆表层温度极高,现有纯铜或普通青铜护套易软化、氧化加速,需更高耐热合金」、「矿山机械用移动电缆,要求极高耐磨与抗弯折疲劳」、「未来若铺设地下电缆,需耐土壤腐蚀……」
组长是一位年轻但极有天赋的冶金系讲师,姓吴。他带领团队,将锑锭与电解铜按不同比例熔炼,研究锑在铜中的固溶与析出行为。他们发现,少量的锑就能显著提高铜的硬度、强度和再结晶温度(即更耐热),但导电率会有所牺牲。如何在硬度、耐热性与导电性之间找到最佳平衡点,成为攻关核心。此外,轧制、拉拔含锑铜合金的工艺参数也需要彻底重新摸索,否则极易出现裂纹。
工坊里,小型轧机轰鸣,拉丝模具吱嘎作响,测试台上进行着高温持久、耐磨耗、反复弯折的残酷实验。一段段闪着独特淡黄红色光泽的锑铜合金线材、带材被制造出来,又迅速投入下一轮测试。吴讲师常常盯着一段在高温炉中保持形状不变的合金样品,喃喃自语:「若能成,将来跨越鄱阳湖的大跨越电缆、钢厂里的高温线路……就都有指望了。」
第三工坊:锑锡焊料探索组看似不起眼,却可能孕育着最精细的未来。组长正是沈青菱。她的任务是为尚在襁褓中的「大明电子工业」打下第一块基石——可靠的焊料。
「现有锡铅焊料,熔点偏高,流动性一般,焊接电报机脆弱的电磁线圈接头时,良品率不高。」沈青菱摆弄着几段报废的电报机线圈,「更重要的是,纯锡焊料易产生‘锡须’,可能导致精密仪器内部短路。文献提示,加入少量锑,能抑制锡须生长,降低焊料熔点,提高铺展性和焊缝强度。」
她的工坊更像个精细的化学实验室与首饰作坊的结合体。微型熔炉、精密天平、各种形状的微小铜片和铁丝作为焊接基板。团队尝试着将锑粉与锡锭、铅锭(来自白水山)共熔,制备不同成分的低熔点合金丝、焊膏。他们用自制的微型加热铁(甚至尝试用蓄电池短路产生的瞬间高热)进行焊接实验,然后用放大镜甚至初步的显微镜观察焊点形貌、测量结合强度、进行冷热冲击测试。
「别看这东西小,」沈青菱对组员们说,「将来每一台电报机、每一块电气仪表、甚至方首相预言过的‘计算机器’,里面成千上万个连接点,都可能靠它来维系。它的可靠性,直接关乎整个系统的可靠性。」
秋收,成果开始汇聚。
常宁电池厂收到了第一批「硬铅」合金锭和详细的铸造、热处理工艺指南。沈青菱亲自督阵试制新型板栅。初步测试显示,新型板栅在模拟深充放电循环中的变形率降低了六成,电池在低温下的容量保持率提升了百分之十五。虽然距离完美还很远,但方向已然明确。沈青菱立即起草报告,建议在常宁二期扩建中,规划专用的铅锑合金熔铸车间。
兴国电缆厂拿到了几种不同品级的锑铜合金样品和性能数据表。厂里的老师傅起初对那略带黄色的铜材将信将疑,但在进行了耐热、耐磨对比测试后,态度立刻转变。一种含锑量适中、兼顾了耐热与导电的合金配方被选中,用于试制一批矿用重型橡套电缆的加强护套。同时,更高锑含量、追求极限耐热耐磨的合金,则被建议用于特殊环境下的导线和结构件。
金陵的几家精密仪器作坊和电报维修所,则悄悄收到了一些卷绕在木轴上的、亮闪闪的细合金丝和盛在小陶罐里的糊状焊膏。试用反馈很快传回:焊接更容易了,焊点更光亮牢固,一段时间后也未发现明显的「锡须」生长。方研究员团队备受鼓舞,开始着手制定更详细的成分标准与作业规范。
徐振邦站在冷水江实验工场扩建的合金熔炼车间里,看着第一炉正式生产的、用于电缆护套的锑青铜铜水滚滚注入模具,心中感慨万千。
脆硫锑铅矿,这座埋藏在湘中群山深处的宝藏,终于不再仅仅是冶炼粗铅的伴生矿,或是方士炼丹的模糊药引。通过明华大学冶金团队之手,它被「电解」这柄现代科学的利剑精准地剖开、提纯,化为高纯的锑锭。这锑锭又如同神奇的「工业味精」,悄然渗入铅、铜、锡的基体,点石成金般地赋予它们新的生命与力量。
它让电池更耐久,支撑着信息与能量存储的网络;它让电缆更坚韧,承载着跨越山河的电流动脉;它让焊点更可靠,联结起未来精密工业的神经网络。
赣西的「兴国电缆」与「华光灯泡」,乃至整个明国刚刚蹒跚起步的电气化事业,因此获得了一剂来自材料学的、强劲而自主的补药。产业链上最令人不安的一处「材料依赖」阴云,被一缕从冷水江峡谷中升起的、带着金属寒光的希望所驱散。
徐振邦拿起一块冷却的、闪着淡黄光泽的锑铜合金试棒,轻轻敲击。清越之音,与他初次敲击高纯锑锭时相似,却又更加浑厚、绵长。
这声音,在他听来,正是这个古老国度,在挣脱纯粹经验摸索、拥抱系统科学研发后,其工业筋骨正在悄然变得更加强健、更加可控所发出的,微小而确切的铮鸣。
岳州的秋夜,已有了几分北地的清寒。洞庭湖水汽氤氲,与城陵矶港口通明的灯火交织,在夜空中晕开一片朦胧的光雾。港口不远,原属大楚岳州水师的一处僻静衙署,如今挂了「荆湖巡防营」的牌子,内里一间收拾得简洁却温暖的厢房,窗纸上透出橘黄色的稳定光晕——那是「华光」三型灯泡的光。
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