化學氣相沉積爐到貨那天,全廠的技術骨乾都圍在實驗室門口。
設備是從江蘇一家專門做材料設備的廠家定製的,整整兩個大木箱,拆開來是各種不鏽鋼管道、反應腔、控製櫃。
“小心點,輕放!”王海指揮著工人,“這裡麵的石英管脆得很,碰碎了就得重新訂,耽誤時間。”
韓博蹲在控製櫃前,研究著說明書:“加熱溫區要能到1200度,控溫精度±1度。這設備參數看起來還行。”
“韓博士,這爐子真能把石墨烯做出來?”一個年輕技術員好奇地問。
“理論上可以。”韓博站起來,“化學氣相沉積法是目前製備高質量石墨烯的主流方法。甲烷氣體在高溫下分解,碳原子在銅箔表麵沉積生長。關鍵是要控製氣體流量、溫度、壓力,還有生長時間。”
“聽著就複雜。”技術員吐吐舌頭。
“複雜也得搞明白。”林凡走過來,“韓博士,安裝調試需要多久?”
“順利的話三天。”韓博說,“但不順利的話,難說。這種定製設備,很多參數要現場調試。”
“抓緊時間。”林凡拍拍他肩膀,“王院士那邊上周還打電話問進度。”
“明白。”
設備安裝開始了。
王海帶著機修班的人安裝機械部分,韓博帶著技術團隊調試電氣和控製。實驗室裡忙碌起來,電鑽聲、扳手聲、調試指令聲混成一片。
第一天,機械安裝基本完成。
第二天,電氣接線完成,開始通電測試。
問題在第三天出現了。
“韓博士,溫區控製有問題。”負責調試的小劉報告,“設定1000度,實際溫度在980到1020度之間波動,穩定不下來。”
韓博盯著屏幕上的溫度曲線:“波動太大了。石墨烯生長需要穩定的溫度場,波動超過±5度,質量就受影響。”
“查原因了嗎?”
“查了,加熱元件沒問題,熱電偶也沒問題。”小劉撓頭,“可能是控製算法的問題。廠家的控製程序是通用版本,沒針對我們的爐子優化。”
“改程序。”韓博毫不猶豫,“把廠家源代碼要來,我們自己改。”
“可廠家說那是商業機密。”
“加錢。”林凡在旁邊聽到,直接說,“要多少錢給多少錢,但今天必須拿到源代碼。”
陳靜去打電話了。半小時後,廠家同意提供源代碼,開價五萬。
“給。”林凡簽字,“隻要能解決問題,錢不是問題。”
拿到源代碼,韓博和小劉一頭紮進代碼裡。
密密麻麻的C語言程序,幾千行。兩人從下午一直看到半夜。
“找到了!”韓博眼睛一亮,“這裡的PID控製參數設置不合理,積分時間太短,導致溫度振蕩。”
“改哪個參數?”
“先調積分時間,從0.5秒改到2秒。”韓博說,“再調比例係數,降低一點。”
小劉修改代碼,重新編譯,上傳到控製器。
重啟設備,設定溫度1000度。
屏幕上的溫度曲線開始上升,980,990,1000……停在1000度,波動範圍±3度。
“還是有點波動。”小劉皺眉。
“繼續調。”韓博不放棄。
又改了兩次參數,終於,溫度穩定在1000±1度。
“成了!”實驗室裡一片歡呼。
但問題還沒完。
石墨烯生長需要高純度甲烷氣體,廠裡沒有。臨時采購,找了省城一家氣體公司。
“99.999%的高純甲烷,一瓶五千,隻能用兩天。”陳靜彙報價格時,心都在滴血。
“買。”林凡咬牙,“先買十瓶,夠二十天用。這期間咱們想辦法找替代氣源或者回收利用。”
“還有銅箔基材。”韓博補充,“要電解拋光的銅箔,表麵粗糙度要低於0.5微米。國內隻有兩家能做,價格是普通銅箔的十倍。”
“也買。”林凡說,“該花的錢必須花。”
設備、材料陸續到位,第一次試驗終於可以開始了。
韓博親自操作。
打開氣體閥門,設定溫度1050度,壓力100帕,甲烷流量50毫升每分鐘。
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