535.第535章 太空试验田（中）（1 / 2）

除了首开记录的轴承厂之外，接下来就是泡沫金属工厂。冶炼毕竟是文德嗣的老本行，这些个是他最熟悉的行业了，当年还是大学狗的时候，就天天学的这个。当了几十年的国家元首，却没多少机会用到他自己的专业技能，这让文总有时候也难免会有些锦衣夜行，髀肉复生之憾。

“劳资才是这个世界上最精通地外冶炼的专家啊啊啊啊啊……”以前没条件也就算了，现在有了条件，当然要首先搞起来。

于是，文总重操旧业，亲自主持了本位面第一批太空冶炼厂的规划和设计工作。有了文德嗣这个大内行的指导，中国的太空冶炼厂进展速度极快。1938年5月份就完成所有的地面作业，随后分为几十个货舱在以一天6次的频度，在半月内全部打到了轨道上。6月底完成这个工厂群的组装和调试，开始试生产。

首先做的是泡沫钢，这是最简单的泡沫金属。但是在地面上却搞不出来，因为地球有重力，气泡在钢水内无法均匀分布，也不能形成完美的球形，所以基本上是做不了的，只能停留在理论阶段。但是这东西在太空中制造起来非常简单，就是使用电炉把送来的钢锭融化成钢水灌入铸模，再用喷头向钢水中打入氢气混合搅拌，气泡自己就会均匀的分布在钢水内部，并形成完美的正球形，随后在静置冷却之后，便成了高性能的泡沫钢材质的钢板钢梁。

当生产流程确定后，同样由地面建造了货仓工厂，经由通天桥打到轨道上，再由驳船推至工厂轨道。而一个泡沫钢生产货仓只要获得充分材料供应，能够日产650吨的钢梁或者板材。天禾集团高层经过考虑过后，打了四个泡沫钢生产舱上工厂轨道去，并透过通天桥每天提供一次发射，也就是1/6的运量，供应轨道工厂660吨原料钢材与所需氢气等原料（货车的空重是60吨，最大载荷660吨）。如此满负荷运转下，便可年产23。7万吨的泡沫钢材。其中的七成被装上返回货车运回地面，同样销售给军工产业。而其余三成则留作轨道建构物的建造。这泡沫钢正是宇宙飞船与空间站的绝佳建造材料。

然后就是各种特殊合金的冶炼工厂，也被陆续发射了上去。在无重力的条件下，即使是比重差别很大的两种金属，也能实现完美的混合，这就使得太空冶炼厂可以冶炼出很多地球上无法生产的合金，比如说铝和钨的合金。还有目前在军工项目中大量使用的铁铝合金，这东西在地球上生产一直是个大问题，成品率不能让文德嗣满意。

但是在太空冶炼也完全不同了，想不成功都难。何况还可以做成更轻的泡沫化铁铝合金，这更是不得了的东西。用重量比水还轻，强度比钢还高的铁铝合金制作的飞机，想想都觉得酸爽。

接着是光纤，自从1913年中国做出了各种激光后，文德嗣便组织人员开始研究光纤的生产，但是直到到30年代，花了整整二十几年的时间，成果却很有限。不是说这时作不出光纤，而是以此时的工艺技术，生产光纤的成本高到让文德嗣无法接受。

光纤的基本材料就是玻璃纤维，这是一种很细的玻璃丝，直径为几十微米。但是因为太细，在生产的时候非常容易断裂，因为一旦长度达到一个门槛，没等到液态的玻璃丝凝固，就会由于受到重力而被拉成小段，而这严重限制了光纤的长度。

一般来说，越细的光纤则效率越高，通讯频宽越大。但是越细的光纤也就越容易受重力影响，长度就必须做的越短。即使在原时空的21世纪初，15微米的光纤长度顶多十几米，而50微米光纤顶多作到百多米长度。只有大于100或200微米的较粗光纤才能在冷却时耐得住线材本身的重量，可以做到几百上千米。而这还是经过近三十年研发的成果，在此之前光纤只能做的很短，因此长程的光纤骨干中间需装上大量中继器，造成其价格居高不下。

而在本位面的30年代，即使是文总使出了种种手段开挂，进展速度也还是不大。直到去年，100微米粗的光纤长度只能做出二百米左右，再长就非常容易断裂，勉强等达到原时空21世纪初头几年的水平。研究小组这最近十年的研究重点放在改进玻璃液中加入的材料，以及调整冷却速度，以使其能够在冷凝时能耐的住更多的重量，从而做出更长的玻璃丝。但是依照目前的进度估计，恐怕还要花上个十几二十年的时间。

好吧，这个成绩在当时人看来已经很不错了，但是对于文德嗣来说，却是远远不够。当然，我们知道，塑料也能做成光纤，但是塑料光纤也只是便宜，性能还是远远比不上玻璃光纤的。

然而，通天桥完成后，这种难题就迎刃而解。

文德嗣一声令下，光纤小组将一套生产机器安装到货仓中，打入轨道进行实验。而其结果令他们震惊。100米，500米，1000米，2000米，4000米……10000米！他们不断拉出更长的光纤使之冷却，却没有一条在冷却时折断，其可以延伸的长度还没有看到尽头！而这个光纤的直径仅有10微米！

这真是太……太……太踏马帅了！在场的试验人员都被雷得外焦里嫩，风中凌乱了。此后他们不需要再考虑断线问题，而可以把精神放在改善光纤光学性能上，而不必因为断线而需要加入紧固材料，进而对光学性能方面做出妥协。

经过三个月的测试，光纤试验小组提出报告，建议完全放弃地面上的光纤生产线，全面转向轨道工厂生产！

然后的项目，就是半导体的硅晶圆生产了。这是一开始就列入计划表的优先选项，目前受到所有人的关注。硅晶圆的用途可不仅仅是计算机产业。没错，计算机产业是很重要，但在眼前有更重要的，那就是能源项目，也就是太阳能光伏电板。

在太空中，最廉价也最方便的能源就是太阳能了，而太阳能电池板就需要硅晶圆，越是高品质越是大块的硅晶圆，其能量转换率就越好。但是在地球上很难生产出大块的硅晶圆，而且价格也非常感人，不利于推广。

此外，就是文德嗣准备尽快建成计划中的轨道太阳能发电站了。但是，这个日光发电厂也有个问题。在火箭时代，最大的问题就是怎么把材料打到轨道上去。现在这个问题由于通天桥完成而解决了。剩下的问题就是，如何才能搞到够多与够便宜的光伏电板？

太阳能光伏电板，目前产量够高也最廉价的是硅基光伏电板，也就是用硅晶圆制作的光电板。但是说最廉价，也只是与其他正在研发中的光电板相比，其价格本身还是很昂贵的。拿来建一座电站，那么造价将会是核电站的数倍之多。因此必须研究降低价格的方法。而最直接的方法，就是加大晶圆的产量与生产效率，或者说，加大晶圆的直径。

当然，也可以用便宜的塑料来制作光伏电板，但是这玩意儿就和塑料光纤一个道理，除了价格便宜和可以随意弯曲之外，转换率远远低于硅晶圆。这样算起来，性价比最高的仍然是硅基光伏电板。

硅晶圆是指制作硅半导体所用的硅晶片，状似圆形，故称晶圆。硅晶圆就是“单晶硅”，生产原料就是地面随处可见的砂子（主要成分二氧化硅），当从砂子内萃取出所需的硅元素后，经还原等处理，可萃得约98%粗晶体，再经纯化过程，可得纯化多晶硅，其形状为粒状或棒状，纯度高达五个九以上，即99。999%以上。

然后再将此多晶硅融化，并在熔融液内掺入一小颗硅晶体晶种，再慢慢拉出可形成圆柱状的单晶硅晶棒。由于硅晶棒是由一颗小晶粒在熔融态的硅原料中逐渐生成，此过程称为“长晶”。硅晶棒再经过研磨，抛光，切片后，即成为制作集成电路和光伏电板的基本原料——硅晶圆片，这就是“硅晶圆”。

硅晶棒所切割出的晶圆中，品质较好的，称为生产晶圆，更高级的称为磊晶圆。生产晶圆及磊晶圆几乎都集中在硅晶圆棒的中间部分。头尾两端所切出的晶圆，出现瑕疵的机会较大，通常用做非生产用途，称为测试晶圆，测试晶圆通常送回工厂再加工成再生晶圆。

最后品质过关的硅晶圆送至晶圆厂内制造晶片电路，每块硅晶圆上可翻制出数以百计的相同硅晶片。这些晶片电路再经封装测试等程序，经过复杂的化学和电子过程处理后，其上布满着多层精细的电子线路，便成为市面上一颗颗的集成电路。而如果要用在太阳能板上，可以整块圆形晶圆直接拿来用，或者切割成较小的方块。

不过在地球上，生产这种硅晶圆很难，直径越大的难度越高，这可是高科技。在二十一世纪初，能够量产的也就是直径十二英寸（300毫米）的硅晶棒，最大的也不过十四英寸（360毫米）。因为它的生产要受到重力影响，直径每提升一点，都要付出巨大的代价。但是在无重力的天空中，这一切都不再是问题。从理论上说，其直径增长是无限的。

而目前中国的技术，工厂中能够长出的硅晶棒是250毫米（十英寸）的等级，实验室中则可以生产300毫米晶圆，勉强能达到21世纪初的水平，在文德嗣看来，这是属于非常初期的层次。最重要的是，价格还是很难让人接受。