阙端麟院士也是目瞪口呆,“不是,啥玩意儿这么贵?!进口的?”
他定睛一看,偌大的还原车间,其实就两台还原炉,空地不少,显然是为了以后扩容准备的。
张惠国指着那两台还原炉,叹了口气,“还原炉在生产高纯多晶硅的过程中起到关键作用,其内部环境极其恶劣。
硅棒在运行过程中表面温度可高达1100℃,并向各个方向进行热辐射,导致炉体升温的同时,炉内气体如三氯氢硅和氯化氢还都具有强腐蚀性,对炉壁材料提出了严苛的要求。
目前国内工艺达不到国外的水平,用国产的,环评过不了,污染太大,也太浪费。
这个炉子只能进口,我打听过,成本也就几百万,汉斯猫要卖我们3800万。
而且这种材质很脆弱,基本上是三年就必须更换,现在多晶硅单位成本中很大一部分比例便是这玩意儿带来的折旧。”
阙端麟明白了,这个问题,一直坚持独立自主的张惠国也是一点办法都没有,这是基础材料问题。
别说石英玻璃了,就算是普通玻璃,也是越厚越贵。
越厚,意味着生产过程中需要更多的材料和更复杂的工艺,从而导致生产成本上升。
家里阳台封窗用的5mm、10mm、15mm超白钢化玻璃,10mm厚的玻璃,是5mm厚玻璃的一倍,而15mm的价格则是5mm的4倍。
而眼前的还原炉,隔热罩石英玻璃的厚度达到了惊人的90mm,这是国内当前完全不具备的技术。
攻坚都没法攻。
有些东西是应用层面的攻坚,有些东西得理论层面有所突破才行。
90mm厚的石英玻璃,此时国内厂商都只能摇头,闻所未闻。
而那边的云帝闻言翻了个白眼。
90mm厚当然闻所未闻。
因为压根就不存在!
其实是3块30mm厚的石英玻璃通过特殊的手法黏合在一起。
这个手法就叫做工艺。
只是这个事实听起来有些侮辱人。
正如上世纪80年代,樱花找我们买3万吨花生,我们要等货值的无胶纤维板,樱花当着我们的面直接用机器将运来的花生脱壳,而后就地生产纤维板让我们拉回去一般。
技术落后就该挨打,就该受委屈,就该被侮辱,这是无数先辈用被打肿了的脸告诉后人的。
少扯什么大国小民的,没有大国,你连民都做不了。
不过这个时候,卿云懒得去戳穿汉斯猫的谎言。
因为他想从根子上换掉石英玻璃。
卿云在一边听着,状似无意的好奇发问,“既然这么贵,为什么不换一种材料?”
他问得直接而简单,尽量让自己的眸光充满了清澈,就像一个对世界充满了愚蠢好奇的大学生一般。
这个问题属实有些low,但董事长在问,张惠国也没什么不耐烦。
既然卿云是陈一权新收的弟子,表示别人再怎么说也是多少要和科研沾点边的,哪怕只是挂个名头贴金本身也是要懂的。
更何况,这正是一个展示专业知识、加深董事长对项目理解的好机会。
他清了清嗓子,开始详细解释:“小卿总,您可能有所不知,多晶硅还原炉中的隔热罩材料参数要求非常高,主要因为它们需要在高温和腐蚀性环境中保持稳定性和性能。”
他指着技术参数表,继续说道:“您看,我们要求材料的密度在每立方厘米0.95g到1.35g之间,这主要是为了确保其在高温下的稳定性。
灰分含量必须控制在500ppm以下,这是为了防止在高温下产生杂质反应。
导热系数要控制在5-30瓦/米度,以保证热量的有效传递。至于抗压强度,则需要达到50-200兆帕,以承受炉内可能产生的压力。”
张惠国顿了顿,然后强调:“但最核心的,还是材料的尺寸稳定性、耐腐蚀和耐高温三大指标。
尺寸稳定性直接关系到热膨胀系数,这在高温操作中尤为重要,稍有差池就可能导致设备损坏或生产事故。”
而这些,其实也算是改良西门子法的关键数据了。
张惠国知道,旁边那些未来的同事是理论有余,但没有实操经验的,毕竟改良西门子法实际生产就他峨半厂独一份的。
所以他解释的非常耐心全面,且为了保证卿云能听懂,尽量的通俗易懂。
而卿云也是耐着性子在复习基础知识,且同时憋住自己想要去纠正张惠国言语中瑕疵的冲动,认真聆听着张惠国的每一句话。
他的眼神里透露出的,全是对前辈的敬意。
虽然作为一个重生者,他心中清楚未来科技的发展方向,知道许多现有技术的局限性和改进空间,但他更明白,没有张惠国这样老一辈科研人员的辛勤探索和实践积累,就没有他所知道的那些“未来”。
科研的道路从来不是一帆风顺的,每一点进步都是站在前人肩膀上的结果。
就像爱因斯坦的相对论,如果没有牛顿的经典力学作为基础,也许至今还只是哲学家的空想。
科研的每一小步,都是无数科研工作者不懈努力的结果,他们的工作或许在当时看起来微不足道,但却为后来者铺平了道路。
否则,把爱因斯坦扔回石器时代,他只会饿死,因为没有他的用武之地。
他这个重生者其实很想告诉眼前这位曾经多晶硅领域的领路人,未来是多么的绚烂。
等张惠国讲解完毕后,他沉思了片刻,装作经过一番思考,继续提问,
“张老,既然材料要求要耐高温和减少晶间腐蚀以及降低成本,那么为什么不用成本低很多的低碳不锈钢进行替代呢?
石英玻璃在超高温下还可能发生析晶影响性能。”
张惠国等人闻言,心里也是升起了一丝异样。
他们陡然反应过来,眼前的这个少年董事长,更是今年的史诗级难度下的全国高考状元,据说数理化三科都是满分的存在。
卿云提出的这个问题虽然还是有些Low,但是这种转化思维方式,他们觉得比起很多本专业的本科生都要强太多了。
这是科研人必备的素质。
张惠国在卿云提出关于材料替代的问题后,详细解释了当前使用的石英玻璃与低碳不锈钢在物理性能上的差异。
他指出,尽管低碳不锈钢在某些方面具有优势,但与石英玻璃相比,它在高温下的耐久性和稳定性仍有不足。
张惠国解释着,“董事长,你说的没错,从材料属性上低碳不锈钢确实存在替代石英玻璃的可能,但是低碳不锈钢有个问题,他不能长期使用,而且热稳定性怎么保证?
最主要的一点是,石英玻璃最大耐热温度是1500℃,安全耐热温度是1200℃,满足多晶硅生产所需的1050℃以上的要求。
而低碳不锈钢,比如304L不锈钢,一般使用温度范围为-196°C至800°C,310S不锈钢超过800℃后机械强度降低,317L不锈钢虽然耐热温度可以达到1500℃,但它蠕变强度导致它的膨胀系数不达标。”
卿云认真地听着张惠国的解释,他点头表示理解,但随即又提出了新的问题,
“张老,您一直在强调耐热温度的高限,我是不是能得出这么一个结论:还原炉的温度越高,化学反应速率可能会加快,产量越高?
如果结论成立,我的问题是,为什么是恒定的1100℃,而不是1150℃?
我的想法是,如果这个温度是可变的,且产物效率是随之变化的,那么为什么我们不去寻找一种新型的材料来替代?”
这个问题把张惠国问得都有点呆愣了,这董事长……
这么妖孽的吗?!
一众大佬眼里也是异彩连连的。
这是……
掌握概念-产生疑问-推导论点-生成实验验证想法?
而此时张惠国抠了抠眉头,沉思了片刻,然后坦率地回答,“小卿总,关于这个问题,我们之前确实没有进行过深入的实验研究,也没做过验证实验。
一直以来,我们都是按照传统的操作标准来控制炉温,还原炉炉温是控制在1100度。
至于为什么是这个温度,是因为当年我在汉斯猫家考察时,偷偷见别人就这么控制的。
你的问题……我想,石英玻璃的耐热安全限度是1200°,而汉斯猫控制在1100°,那么很可能结论并非是温度越高越好,所以很可能石英玻璃是够用的。”
众人闻言也没指责张惠国这太不严谨之类的话语。
因为,这才是国内初级阶段的常态。
这没什么不好意思的,因为国内很多工业都是这么搞的。
进行还原工程的时候,很多东西都是知其然不知其所以然的。
说好听点,叫做摸着石头过河。
主要目的就是先解决‘能不能造出来’的问题。
先得有,至于怎么来的,不管,填补了空白再说。
下一步,在解决改进的问题而进行魔改的时候,就像电脑排查故障的配件替代法一般,不断进行替换,自然也就懂为什么是它了。
所以几个大佬对张惠国说出来的话没有任何异议。
他们更感兴趣的,是面前这个不断提出问题的少年企业家。
先天科研圣体?!
……