第四百六十五章：超低溫冷凍
鈹銥合金鏡面的打磨加工依舊在繼續。
和之前數控設備拋光有些不同，之前的鈹銥合金鏡面是豎著固定在數控設備內的，這次則是躺著的。
平躺在工具機上的合金鏡面有著微微的弧度，微微凹陷的中心區域盛放著灰色的拋光液，如水銀一般，反射出淡淡的微金屬光芒。
這是專門給鈹銥合金鏡面進行最後拋光打磨的專用拋光液，裡面的主要成分是矽離子+超精密的納米級氧化鋁粉末。
而在鏡面正上方，垂吊下來了一個機械臂，機械臂下方有著一個帶著弧形的圓盤，正在不斷的進行平滑和打磨拋光操作。
這就是對鈹銥合金鏡面進行後續加工的拋光設備了。
以這台設備配合數控程序，再加上精準的紅外光測量儀，能做到對低納米級的鏡面拋光。
雖然比不上數控工廠中的大型拋光設備，但對於測試時使用的鈹銥鏡面足夠用了。
從二十納米級別的鏡面粗糙度加工到五納米級別，這個過程比韓元預計的時間還要長。
即便是拋光設備可以二十四小時不停的運作，可以自動調節拋光角度和更換拋光碟，也依舊花費了四天半的時間。
而這還僅僅是對一塊直徑只有三十公分的鏡面進行加工，若是換成正式的大型鏡面，拋光時間恐怕會呈指數級上升。
用於太空望遠鏡上的鏡面，可不是說簡單的拿磨盤進行打磨拋光就行了的。
這些在設計中帶有一定曲度弧線的鏡面，不僅僅是表面的的粗糙度誤差不能超過五納米，鏡面的弧線誤差也要同步精準到納米級別。
因為它需要將接收到的紅外光集中反射到中央的信號接受器上。除此之外，最關鍵的是，這些用於太空望遠鏡上的鏡面，可以說每一塊的鏡面曲度弧線都完全不同。
這意味了批量加工是完全不行的，他需要為每一塊鏡面都單獨編寫對應的數控加工程序，編寫數據模型以用於控制拋光設備來做到精準加工，
這可是一件相當麻煩的事情。
要不然怎麼說太空望遠鏡是超級大國才能玩的起的東西?
折騰了近五天的時間，第一塊實驗用的鈹銥合金鏡面總算完成了打磨拋光。
這是直播間裡面的觀眾，也是韓元第一次見識表面粗糙度在五納米級別的物品。
即便是蹲守在直播間裡面各國專家，恐怕也是第一次見到光潔度這個級別的鏡面。
畢竟以人類目前的打磨技術，手工打磨最高的鏡面最低在十納米左右，
韋伯望遠鏡是頂級的金屬鏡面，其鏡面粗糙度，也就是表面光潔度也只有14級，Ra指數0.012。
這裡的Ra指的是微米，0.012微米，也就是12納米。
這差不多就已經是人類手動打磨拋光的極限了。
如果換做是手工打磨拋光這面鈹銥合金鏡面，先不說能不能達到五納米級別，光是打磨拋光的時間，最少都需要再加個零。
沒有一兩個月的時間，壓根就打磨拋光不出來的。
不過通過超精密拋光機進行拋光加工，這個時間可以節省最少十倍以上。
可見科技真的就是第一生產力。
換好服裝，穿好鞋套，將自己整個完破碎整的清理一遍後，韓元進入了超淨潔無塵室。
已經打磨拋光加工好的鈹銥鏡面此刻被機械臂夾著邊緣部分固定的在半空中。
站在鏡面前，韓元馬虎的觀察著經過第二次打磨拋光加工的鈹銥合金。
如果單純的用眼睛來觀察的話，五納米級別的鏡面種名度和二十納米級別的並沒有什麼區別，至少他是看不出什麼區別來。
這種級別的鏡面，要檢測它的光滑度，需要專門的儀器。
與此同時，直播間裡面的觀眾也好奇的打量著顯示屏裡面的鈹銥合金鏡面。
[好像跟之前沒什麼區別的樣子?]
[和沒加工之前一毛一樣啊，這加工了個空氣?]
[沒加工前是二十納米，加工後是五納米，這也看不出來區別啊。]
[看不出來區別就對了，因為這已經遠遠超出了人類視覺的範疇，人類的視覺根本就察覺不出來這麼細微的差別。]
[如果你能看出來什麼區別，國家該抓你去解刨了，肉眼能看出五納米級，嘖嘖，這根本就不是人。]
[看不出什麼區別，不過我感覺好像亮了一點的樣子?]
(五納米級的機械拋光，恐怖如斯!]
[我前幾天查了一下，如果不使用這個主播的技術，我們能拋光的最高精度是十納米級別，而且還是純手工的，機械拋光只能加工到三十納米。]
[樓上的你說反了吧，手工拋光十納米，機械加工三十納米?]
[是真的，以前的鐘謙望遠鏡的鏡面就是十納米級的，是拋光工程師一點一點手工拋光出來的。]
[在拋光領域，以前真的是機械比不上手工，手工拋光能達到你要求的任何精度，不過這個主播弄出來頂級的拋光機後，手工拋光就退休了。]
[手工拋光能做到十納米，這真的是牛逼，得練多少年才能有這樣的精確度把控啊。]
[我們國家的『火藥雕刻師』更牛，能手工將誤差控制將火藥的誤差控制在0.1毫米之內，比一根頭髮絲都要細。]
看著彈幕，韓元笑了笑。
在頂級的拋光、雕刻等領域，機械能做到的，手工基本也能做到，機械做不到的，手工有時候也能做到。
在這些領域，華國出過不少感人的事跡和大師級的人物。
不過隨著科技的發展，終有一天手工雕刻、拋光這些工作的精度會跟不上機械這是必然的。
五納米的鈹銥合金鏡面加工，這對於現實世界的拋光工程師來說，是一個無法逾越的天塹。
即便是給鍾謙望遠鏡鏡面加工的拋光工程師，也做不到這個級別。除非是像他一樣，注射過人體開發藥劑。
就目前來說，五納米級的拋光，他還是可以做到的，不過他也不是沒有極限的。
雖然沒有具體的測試過，但韓元預估了一下自己，大抵極限差不多也就在五納米左右了。
再低，他也無法保證鏡面的崎嶇度始終保持一致。
完成對鈹銥合金鏡面的初步檢查工作後，韓元帶上手套，小心翼翼的卡主合金鏡面的切邊，將其從機械臂上去了下來，送入超低溫儀中。
用於紅外線反射感應的鈹銥合金鏡面，最終是需要送入超低溫太空，並且需要它長期保持零下兩百度以下的低溫狀態。
所以對其進行超低溫冷凍測試是並不可少的。
韓元需要這塊鈹銥鏡面在零下兩百三十度以下的超低溫環境中保持自我形狀，不發生任何形變，或者說線脹系統保持在0.0000004以下。
只有這樣，才不會影響到這片鈹銥合金鏡面對紅外光的反射和感應性能。
超低溫儀啟動，裡面的溫度迅速降低，通過傳感儀，韓元觀察著裡面的情況。
不斷下滑的溫度曲線表示超低溫儀裡面的溫度在穩定降低，很快，溫度便已經突破了零下一百度。
確認溫度下降異常後，韓元扭頭看向鈹銥合金鏡面的檢查數據。
通過顯示在屏幕上的圖表數據，可以含糊的知道處在超低溫儀內部的合金鏡面的狀態，以及對應的紅外反射數據
瀏覽了一下圖表數據，確認在零下一百度時鈹銥合金鏡面沒有出現任何皺縮後，他結束繼續降低溫度。
零下一百度雖然已經足夠炎熱了，但並不是終極目標。
這塊鈹銥合金最終需要面臨零下兩百三十度的超低溫的考驗，甚至如果在這個溫度下，它還保持異常的話，後續還會面臨更低的溫度來檢測它的性能。
當然，後續更低溫度的檢測，需要他完成整體的實驗，確認鈹銥合金能當做空間望遠鏡的鏡面後再來做。
現在先完成零下兩百三十度的檢測，確認這個溫度下鈹銥合金沒有問題就行。
時間流逝，超低溫儀中的溫度也在一點一點的降低，溫度越是低，對於設備的整體要求就越高，且降低溫度的速度也越慢。
如果說從零度降低到一百度需要五分鐘的時間，那麼從零下一百度降低到零下兩百度需要最少三十分鐘以上的時間。
再降低，花費的時間就更久了，
而要製造一個零下兩百多度的超低溫環境可不困難。
不僅需要建立一個保溫能力超強的絕熱空間，還需要使用種名的製冷方法。
雖然製冷原理家用冰箱差不多，但冷卻劑可不是氟利昂，134A什麼的。
而是液態氮。
氮氣在經過高壓後，在濃縮為液態時會釋放掉巨大的熱量，而減壓汽化的時候，可以吸收大量的熱，從而製造出來一個零下一百多度，接近零下二百度的低溫環境。
不過液氮製冷也是有缺陷的。
那就是它無法突破本身自有的零下一百九十六度的溫度。
如果還需要更低的溫度，就要加上另一個製冷手段——雷射治冷。沒錯，這種聽起來像是醫學上使用的手段，其實是應用在超低溫製造上。
原理在於熱力學基礎。
念過初中物理的人都知道，一個物體的熱能是由分子振動導致的，分子運動越劇烈，溫度就越高。
當一個物體的分子運動全部停止的時候，在沒有外界干擾的情況下，這個物體的溫度就是絕對零度。
而雷射製冷，就是通過使用雷射產生的波動反向抵消分子運動。當分子運動降低的時候，溫度也自然就降低下來了。
除了這種辦法外，你還可以使用最難液化的氣體『氦氣』來進行製造超低溫環境製冷。
氦氣相當難液化，但它液化後的溫度是-269C，已經很接近絕對零度了。
利用這一特點，能製造出來接近零下兩百五十度左右的超低溫空間
不過要再低的話，還是得用上雷射製冷技術。
耗費了一段時間，超低溫製冷設備中的溫度終於降低到了韓元的需求溫度-230C。
將溫度穩定在這個數據，韓元看向顯示屏。
零下兩百三十度的溫度下，鈹銥合金鏡面出現了極為輕微的線脹。線脹數據在-0.000000289.
也就是說，每一米長度的鈹銥合金，長度縮短了0.000000289米，換算成納米，是289納米。
這個線脹係數，完全在0.0000004的標準指數以內，可以用於空間望遠鏡鏡面的製造。
而除了線脹係數之外，還有鏡面的表面平整度與種名度兩個數據指標尤為關鍵。
因為這涉及到後續對紅外光的擊中反射。
打磨拋光完成的鈹銥合金鏡面本身並不是完全平整的，而是帶有一點種名的弧度，
這個弧度在每個鏡面上都不同，但至關重要。
韓元需要將剛加工完成的鏡面弧度數據和零下兩百三十度之下的鏡面弧度數據做對比。
來確認弧度數據的變化以及鏡面表面平整度和崎嶇度的變化，從而進行優化鏡面，確保後續的大型鈹銥合金鏡面沒有問題。
「弧度有誤差，但誤差並不大，計算數據可得弧度誤差在0.0000108
「至於鏡片平整度，同樣有誤差，不過I日指數在0.0000023m/km,這個數差幾乎可以忽略不計。』
盯著屏幕，韓元檢查著超低溫製冷設備中各種探測儀反饋回來的信息，口中喃喃自語的計算著各種數據，聽得直播間裡面的觀眾一臉懵逼。
[我去，誰能告訴我，這個主播到底在說什麼?]
[弧度誤差，鏡面平整度，這都很好理解吧，從字面意思就能知道，至於後面的一長串零和什麼rad單位之類的，你就當做誤差很小就行了。]
[零後面九位數是多少?]
[自己算!]
[納米了吧，也就是每一千米，才會有230納米的誤差?這個誤差的確可以忽略不計了。]
[嘖嘖，這可是零下230度，要是是一塊鐵放進去，估計會縮小一半。]
(一半倒是沒有，但是鐵的物理性質會被改變，會變得很脆，沒有一點柔韌性，一錘子下去就會碎成渣渣。]
[這麼說我好想拿一錘子敲一下視頻裡面的這個鉑銥合金。]
[是鈹銥合金，來，前面那個字，跟著我念，p-ipi，鈹銥合金!]
[鈹銥合金，簡稱p合金，中文又名『屁合金』可_不]
[漢字都讓你們玩壞了]
和之前數控設備拋光有些不同，之前的鈹銥合金鏡面是豎著固定在數控設備內的，這次則是躺著的。
平躺在工具機上的合金鏡面有著微微的弧度，微微凹陷的中心區域盛放著灰色的拋光液，如水銀一般，反射出淡淡的微金屬光芒。
這是專門給鈹銥合金鏡面進行最後拋光打磨的專用拋光液，裡面的主要成分是矽離子+超精密的納米級氧化鋁粉末。
而在鏡面正上方，垂吊下來了一個機械臂，機械臂下方有著一個帶著弧形的圓盤，正在不斷的進行平滑和打磨拋光操作。
這就是對鈹銥合金鏡面進行後續加工的拋光設備了。
以這台設備配合數控程序，再加上精準的紅外光測量儀，能做到對低納米級的鏡面拋光。
雖然比不上數控工廠中的大型拋光設備，但對於測試時使用的鈹銥鏡面足夠用了。
從二十納米級別的鏡面粗糙度加工到五納米級別，這個過程比韓元預計的時間還要長。
即便是拋光設備可以二十四小時不停的運作，可以自動調節拋光角度和更換拋光碟，也依舊花費了四天半的時間。
而這還僅僅是對一塊直徑只有三十公分的鏡面進行加工，若是換成正式的大型鏡面，拋光時間恐怕會呈指數級上升。
用於太空望遠鏡上的鏡面，可不是說簡單的拿磨盤進行打磨拋光就行了的。
這些在設計中帶有一定曲度弧線的鏡面，不僅僅是表面的的粗糙度誤差不能超過五納米，鏡面的弧線誤差也要同步精準到納米級別。
因為它需要將接收到的紅外光集中反射到中央的信號接受器上。除此之外，最關鍵的是，這些用於太空望遠鏡上的鏡面，可以說每一塊的鏡面曲度弧線都完全不同。
這意味了批量加工是完全不行的，他需要為每一塊鏡面都單獨編寫對應的數控加工程序，編寫數據模型以用於控制拋光設備來做到精準加工，
這可是一件相當麻煩的事情。
要不然怎麼說太空望遠鏡是超級大國才能玩的起的東西?
折騰了近五天的時間，第一塊實驗用的鈹銥合金鏡面總算完成了打磨拋光。
這是直播間裡面的觀眾，也是韓元第一次見識表面粗糙度在五納米級別的物品。
即便是蹲守在直播間裡面各國專家，恐怕也是第一次見到光潔度這個級別的鏡面。
畢竟以人類目前的打磨技術，手工打磨最高的鏡面最低在十納米左右，
韋伯望遠鏡是頂級的金屬鏡面，其鏡面粗糙度，也就是表面光潔度也只有14級，Ra指數0.012。
這裡的Ra指的是微米，0.012微米，也就是12納米。
這差不多就已經是人類手動打磨拋光的極限了。
如果換做是手工打磨拋光這面鈹銥合金鏡面，先不說能不能達到五納米級別，光是打磨拋光的時間，最少都需要再加個零。
沒有一兩個月的時間，壓根就打磨拋光不出來的。
不過通過超精密拋光機進行拋光加工，這個時間可以節省最少十倍以上。
可見科技真的就是第一生產力。
換好服裝，穿好鞋套，將自己整個完破碎整的清理一遍後，韓元進入了超淨潔無塵室。
已經打磨拋光加工好的鈹銥鏡面此刻被機械臂夾著邊緣部分固定的在半空中。
站在鏡面前，韓元馬虎的觀察著經過第二次打磨拋光加工的鈹銥合金。
如果單純的用眼睛來觀察的話，五納米級別的鏡面種名度和二十納米級別的並沒有什麼區別，至少他是看不出什麼區別來。
這種級別的鏡面，要檢測它的光滑度，需要專門的儀器。
與此同時，直播間裡面的觀眾也好奇的打量著顯示屏裡面的鈹銥合金鏡面。
[好像跟之前沒什麼區別的樣子?]
[和沒加工之前一毛一樣啊，這加工了個空氣?]
[沒加工前是二十納米，加工後是五納米，這也看不出來區別啊。]
[看不出來區別就對了，因為這已經遠遠超出了人類視覺的範疇，人類的視覺根本就察覺不出來這麼細微的差別。]
[如果你能看出來什麼區別，國家該抓你去解刨了，肉眼能看出五納米級，嘖嘖，這根本就不是人。]
[看不出什麼區別，不過我感覺好像亮了一點的樣子?]
(五納米級的機械拋光，恐怖如斯!]
[我前幾天查了一下，如果不使用這個主播的技術，我們能拋光的最高精度是十納米級別，而且還是純手工的，機械拋光只能加工到三十納米。]
[樓上的你說反了吧，手工拋光十納米，機械加工三十納米?]
[是真的，以前的鐘謙望遠鏡的鏡面就是十納米級的，是拋光工程師一點一點手工拋光出來的。]
[在拋光領域，以前真的是機械比不上手工，手工拋光能達到你要求的任何精度，不過這個主播弄出來頂級的拋光機後，手工拋光就退休了。]
[手工拋光能做到十納米，這真的是牛逼，得練多少年才能有這樣的精確度把控啊。]
[我們國家的『火藥雕刻師』更牛，能手工將誤差控制將火藥的誤差控制在0.1毫米之內，比一根頭髮絲都要細。]
看著彈幕，韓元笑了笑。
在頂級的拋光、雕刻等領域，機械能做到的，手工基本也能做到，機械做不到的，手工有時候也能做到。
在這些領域，華國出過不少感人的事跡和大師級的人物。
不過隨著科技的發展，終有一天手工雕刻、拋光這些工作的精度會跟不上機械這是必然的。
五納米的鈹銥合金鏡面加工，這對於現實世界的拋光工程師來說，是一個無法逾越的天塹。
即便是給鍾謙望遠鏡鏡面加工的拋光工程師，也做不到這個級別。除非是像他一樣，注射過人體開發藥劑。
就目前來說，五納米級的拋光，他還是可以做到的，不過他也不是沒有極限的。
雖然沒有具體的測試過，但韓元預估了一下自己，大抵極限差不多也就在五納米左右了。
再低，他也無法保證鏡面的崎嶇度始終保持一致。
完成對鈹銥合金鏡面的初步檢查工作後，韓元帶上手套，小心翼翼的卡主合金鏡面的切邊，將其從機械臂上去了下來，送入超低溫儀中。
用於紅外線反射感應的鈹銥合金鏡面，最終是需要送入超低溫太空，並且需要它長期保持零下兩百度以下的低溫狀態。
所以對其進行超低溫冷凍測試是並不可少的。
韓元需要這塊鈹銥鏡面在零下兩百三十度以下的超低溫環境中保持自我形狀，不發生任何形變，或者說線脹系統保持在0.0000004以下。
只有這樣，才不會影響到這片鈹銥合金鏡面對紅外光的反射和感應性能。
超低溫儀啟動，裡面的溫度迅速降低，通過傳感儀，韓元觀察著裡面的情況。
不斷下滑的溫度曲線表示超低溫儀裡面的溫度在穩定降低，很快，溫度便已經突破了零下一百度。
確認溫度下降異常後，韓元扭頭看向鈹銥合金鏡面的檢查數據。
通過顯示在屏幕上的圖表數據，可以含糊的知道處在超低溫儀內部的合金鏡面的狀態，以及對應的紅外反射數據
瀏覽了一下圖表數據，確認在零下一百度時鈹銥合金鏡面沒有出現任何皺縮後，他結束繼續降低溫度。
零下一百度雖然已經足夠炎熱了，但並不是終極目標。
這塊鈹銥合金最終需要面臨零下兩百三十度的超低溫的考驗，甚至如果在這個溫度下，它還保持異常的話，後續還會面臨更低的溫度來檢測它的性能。
當然，後續更低溫度的檢測，需要他完成整體的實驗，確認鈹銥合金能當做空間望遠鏡的鏡面後再來做。
現在先完成零下兩百三十度的檢測，確認這個溫度下鈹銥合金沒有問題就行。
時間流逝，超低溫儀中的溫度也在一點一點的降低，溫度越是低，對於設備的整體要求就越高，且降低溫度的速度也越慢。
如果說從零度降低到一百度需要五分鐘的時間，那麼從零下一百度降低到零下兩百度需要最少三十分鐘以上的時間。
再降低，花費的時間就更久了，
而要製造一個零下兩百多度的超低溫環境可不困難。
不僅需要建立一個保溫能力超強的絕熱空間，還需要使用種名的製冷方法。
雖然製冷原理家用冰箱差不多，但冷卻劑可不是氟利昂，134A什麼的。
而是液態氮。
氮氣在經過高壓後，在濃縮為液態時會釋放掉巨大的熱量，而減壓汽化的時候，可以吸收大量的熱，從而製造出來一個零下一百多度，接近零下二百度的低溫環境。
不過液氮製冷也是有缺陷的。
那就是它無法突破本身自有的零下一百九十六度的溫度。
如果還需要更低的溫度，就要加上另一個製冷手段——雷射治冷。沒錯，這種聽起來像是醫學上使用的手段，其實是應用在超低溫製造上。
原理在於熱力學基礎。
念過初中物理的人都知道，一個物體的熱能是由分子振動導致的，分子運動越劇烈，溫度就越高。
當一個物體的分子運動全部停止的時候，在沒有外界干擾的情況下，這個物體的溫度就是絕對零度。
而雷射製冷，就是通過使用雷射產生的波動反向抵消分子運動。當分子運動降低的時候，溫度也自然就降低下來了。
除了這種辦法外，你還可以使用最難液化的氣體『氦氣』來進行製造超低溫環境製冷。
氦氣相當難液化，但它液化後的溫度是-269C，已經很接近絕對零度了。
利用這一特點，能製造出來接近零下兩百五十度左右的超低溫空間
不過要再低的話，還是得用上雷射製冷技術。
耗費了一段時間，超低溫製冷設備中的溫度終於降低到了韓元的需求溫度-230C。
將溫度穩定在這個數據，韓元看向顯示屏。
零下兩百三十度的溫度下，鈹銥合金鏡面出現了極為輕微的線脹。線脹數據在-0.000000289.
也就是說，每一米長度的鈹銥合金，長度縮短了0.000000289米，換算成納米，是289納米。
這個線脹係數，完全在0.0000004的標準指數以內，可以用於空間望遠鏡鏡面的製造。
而除了線脹係數之外，還有鏡面的表面平整度與種名度兩個數據指標尤為關鍵。
因為這涉及到後續對紅外光的擊中反射。
打磨拋光完成的鈹銥合金鏡面本身並不是完全平整的，而是帶有一點種名的弧度，
這個弧度在每個鏡面上都不同，但至關重要。
韓元需要將剛加工完成的鏡面弧度數據和零下兩百三十度之下的鏡面弧度數據做對比。
來確認弧度數據的變化以及鏡面表面平整度和崎嶇度的變化，從而進行優化鏡面，確保後續的大型鈹銥合金鏡面沒有問題。
「弧度有誤差，但誤差並不大，計算數據可得弧度誤差在0.0000108
「至於鏡片平整度，同樣有誤差，不過I日指數在0.0000023m/km,這個數差幾乎可以忽略不計。』
盯著屏幕，韓元檢查著超低溫製冷設備中各種探測儀反饋回來的信息，口中喃喃自語的計算著各種數據，聽得直播間裡面的觀眾一臉懵逼。
[我去，誰能告訴我，這個主播到底在說什麼?]
[弧度誤差，鏡面平整度，這都很好理解吧，從字面意思就能知道，至於後面的一長串零和什麼rad單位之類的，你就當做誤差很小就行了。]
[零後面九位數是多少?]
[自己算!]
[納米了吧，也就是每一千米，才會有230納米的誤差?這個誤差的確可以忽略不計了。]
[嘖嘖，這可是零下230度，要是是一塊鐵放進去，估計會縮小一半。]
(一半倒是沒有，但是鐵的物理性質會被改變，會變得很脆，沒有一點柔韌性，一錘子下去就會碎成渣渣。]
[這麼說我好想拿一錘子敲一下視頻裡面的這個鉑銥合金。]
[是鈹銥合金，來，前面那個字，跟著我念，p-ipi，鈹銥合金!]
[鈹銥合金，簡稱p合金，中文又名『屁合金』可_不]
[漢字都讓你們玩壞了]