第49章 意外的熔点

周一早晨六点半,陆晨被电话吵醒。

是林海打来的,声音急促:“陆总,出事了。氮化铜箔在第二次石墨烯生长时,熔点比预期低了整整两百度,样品全熔了。”

陆晨瞬间清醒:“熔了?设备呢?”

“设备还好,但反应腔里全是凝固的铜,清理至少要一天。”

“我马上过来。”

赶到实验室时,张明远正蹲在CVD炉前,透过观察窗看里面的一片狼藉。炉腔底部,暗紫色的铜块扭曲地凝结在石英支架上,像某种怪异的雕塑。

“昨天测试的样品是正常的。”张明远站起来,眼睛里有血丝,“同样的工艺,同样的参数,今天怎么就……”

“昨天那片氮化铜箔还在吗?”陆晨问。

“在。”林海从样品盒里取出来,“昨晚测完导热系数就收起来了。”

陆晨拿起那片样品。暗紫色,表面均匀,看不出问题。

“测过成分变化吗?”

“测了,氮含量百分之五点三,表面形成了氮化铜相。”张明远调出数据,“理论上讲,氮化铜的熔点应该比纯铜高,至少在一千度以上。”

“那为什么会熔在八百五十度?”陆晨盯着数据,“除非……氮化层不均匀,局部还是纯铜。”

“可能性很大。”张明远叹气,“但昨天的样品明明成功了。”

陆晨沉默了几秒。“昨天那片样品,生长石墨烯之前,测过氮化层厚度分布吗?”

张明远和林海对视一眼,都摇头。

“没有,我们只测了表面平均成分。”

“问题可能就在这儿。”陆晨走到白板前,“氮化处理是表面反应,厚度均匀性很难控制。昨天那片可能刚好均匀,今天这片可能局部厚度不够。在石墨烯生长的高温下,薄弱点先熔化,然后整个铜箔垮掉。”

“那怎么办?”林海问,“总不能每次都先做破坏性检测吧?铜箔挺贵的。”

“换材料。”陆晨说,“不用铜箔了,用镍箔。”

“镍?”张明远皱眉,“镍上长石墨烯的质量不如铜,而且转移更困难。”

“但镍的熔点一千四百五十三度,容错空间大。”陆晨在白板上写下数字,“就算氮化不均匀,镍箔本身也撑得住生长温度。”

“可是石墨烯转移……”

“先不管转移。”陆晨说,“郑研究员要的是导热材料,不是独立石墨烯薄膜。我们可以试试直接在镍箔上长石墨烯,然后用它做复合材料的基底。”

张明远思考着这个思路的可行性。“石墨烯长在镍上,再和什么复合?金属?陶瓷?”

“先试铝。”陆晨说,“铝熔点低,但导热好。我们可以用热压法把石墨烯/镍箔和铝箔压在一起,形成三明治结构。”

“铝和镍的热膨胀系数差很多,高温下会分层。”

“那就控制压合温度,或者加中间层。”陆晨翻出笔记本,“我记得有种铝硅合金,热膨胀系数可调。”

实验方案重新调整。但新的问题马上出现:实验室没有现成的镍箔,需要订购。至少三天。

上午九点,沈南星带着一个消息走进实验室:“郑研究员那边来电话了,问我们项目进度。我按你说的,汇报了初步进展和遇到的困难。他听了之后,说可以帮忙协调一点军用级别的材料。”

“什么材料?”

“没说具体,但给了个联系方式,让我们自己联系。”沈南星递过一张纸条,“北方材料研究所,找王工。”

陆晨拨通电话。接电话的是个女声,干脆利落:“王工不在,我是他助手。你们需要什么?”

“高纯度镍箔,厚度零点零五毫米,表面需要一定的粗糙度用于生长石墨烯。”

“要多大量?”

“先来十平方米。”

“军用级镍箔有库存,但需要审批。把你们的项目编号和需求说明发过来,我走流程。”