第七组样件回温时的脆响来自填充层边缘。
极低温下,填充剂收缩后被两侧材料夹紧,看上去稳定;回到常温,它恢复膨胀,却被已经闭合的层间限制,压应力最终从边缘撕开一道裂纹。材料太软挡不住带材滑动,太硬又把温差变成新的破坏力。
周野没有继续换一种更神奇的胶。他把填充区域分成承载段和释压段。四十厘米弱结合面中央需要较高剪切刚度,锁住电磁力下的突发位移;两端则做成刚度渐变,让热收缩差在更长距离缓慢释放。
“不是一整条都灌成一样。”林浩说,“中间抓牢,两头会让。”
许闻提出用两种配方分次注入。梁师傅却担心两种材料交界再次成为弱面。周野改用同一种基体,只改变其中柔性微粒的浓度。先注入低浓度承载材料,再从两端送入高浓度释压材料,让它们在未固化前形成连续过渡。
填充剂还必须保持电绝缘与低温洁净。十种候选材料先接受高电压、真空放气和液氦浸泡,三种因介质损耗偏高被淘汰,两种在真空中释放微量挥发物。最后留下的配方在极低温没有玻璃化脆裂,也不会污染超导带材表面。
难点首先不是配方,而是怎么把材料送进几十微米微隙。
线圈层间通道弯曲,普通真空灌注会让填充剂优先走阻力小的边缘,四十厘米中心仍可能留空。压力推得太高,又会抬起相邻完好层。
周野在弱结合两端各布置一根极细导流针,一端脉冲抽真空,另一端以很低压力送料。抽吸不是持续进行,而是每两秒反向一次,让微隙里的残余气体像被来回揉动,逐步退出毛细死角。
透明层间模型显示,持续抽真空时中心会困住三枚气泡;脉冲反向后,气泡被切成更小体积,沿渐变通道慢慢排出。填充前沿不再从两侧绕过,而是完整扫过整个弱结合面。
十组新样件进入冷热循环。它们从常温降到液氮温度,再进一步接受液氦环境等效收缩。中央承载段剪切位移不到五微米,两端渐变区均匀变形,没有出现裂纹。
样件随后放进强磁场环境通以模拟电流。填充层不能导电,也不能因磁场产生额外发热。温度传感器只记录到背景波动,介质损耗比原浸渍树脂还低。许闻这才同意让它靠近真正线圈。
一百次循环后,声学脉冲载荷也没让界面突然滑移。
系统给出最终重构参数。
【可重构目标:超导线圈低温梯度浸渍层】
【目标范围:第七线圈四十厘米弱结合区】
【预计消耗重构点:】
周野确认重构。
【重构完成】
【剩余重构点:】
正式修复前,第七线圈被固定在可控压紧工装里。十六只声发射传感器和二十个光纤温度点全部保留,任何异常都能在材料固化前叫停。
导流针从层间边缘进入,脉冲抽吸开始。填充前沿每推进五厘米,超声就复查一次。中央采用高剪切刚度,靠近两端后柔性微粒浓度逐步提高,最终与原树脂平滑相接。
两根导流针的流量差始终控制在百分之三内。如果一端推进太快,材料会在中心提前相遇,把气体封进另一侧。到第十八厘米时,回流液里最后一串微泡排出,超声才允许继续完成剩余区域。
固化过程不能一次升温。温度每提高五度,工装压力就按树脂体积变化微调,既不让微隙重新张开,也不把多余材料挤进完好层。
二十四小时后,导流针拔出,入口用同体系绝缘材料封闭。相控超声显示,原来的断续反射带消失,四十厘米区域没有残余气泡。
线圈先降到液氮温度。回波连续。
再进入液氦低温。十六路声学信号保持安静,层间应变按预测平滑变化。
许闻仍不敢直接冲击设计电流。第一次升到百分之七十,停留一小时;第二次升到百分之八十五,超过原先声响开始的位置;第三次以极慢速度接近百分之八十七。
过去每到这里,第三层就先发出细碎摩擦声。现在十六只传感器只记录到电源和冷却泵的背景噪声。
电流越过百分之八十七。
第七线圈没有失超,温升不到零点一开尔文。
可到百分之九十二时,第五线圈突然出现一束新的声学脉冲。位置不在任何已知弱结合区,电压抽头也尚未报警。
他们堵住了第七线圈的四十厘米微隙,整台磁体更高电流下的另一处极限,终于被逼了出来。