第241章:应用研究
1629年的早春,地处极北的虾夷岛来得特别迟,大地依然覆盖着厚厚的积雪,银装素裹,天地一色。
人们依然只能呆在温暖的室内,干不了什么事情,但杨文礼却不敢浪费宝贵的时间,在经过了几个月的教学之后,他就让一部分人去搞理论研究,自己带着王汝成和一部分人开始搞起了应用研究。
“大家听着,我们的任务是研制水轮机,但现在我们是一穷二白,什么条件都没有,我们的任务非常难巨。
为了加快研制时间,我决定分开人手,各管一摊,同步进行。
首先最重要的是铜丝,这不是我们常见的黄铜,而是纯铜,色呈紫色,质地柔软,因此又叫紫铜。
制取紫铜最好的方法是电解法,但我们现在没有电,所以我们先得想方法获得电……”
杨文礼话未说完,王汝成就异想天开道:“陛下,难道我们要利用自然界中的雷电?”
“当然不是,雷电太狂暴了,我们暂时无法掌控,不能为我们所用。
其实还有一种获得电能的方法,那就是化学电池,又叫铅酸电池,原材料很简单,我们都有,就是铅和硫酸。
铅酸蓄电池是由铅和铅的氧化物做为正负极和隔板的化学能电池,一般一格为两伏,一共六格,一个蓄电池的电压就是十二伏,两个并联就是二十四伏。
不过蓄电池需要充电,最开始它所带的电量不多,但我们研究水力发电机,所要的铜也不多,我们可以不计成本。”
“陛下,那怎么电解铜呢?”
“电解铜的提取方式其实就是将粗铜(含铜99%)预先制成厚板作为阳极,纯铜制成薄片作阴极,用硫酸(H2SO4)和硫酸铜(CuSO4)的混和液作为电解液。通电后,铜从阳极溶解成铜离子(Cu)向阴极移动,到达阴极后获得电子而在阴极析出纯铜(亦称电解铜)。粗铜中杂质如比铜活泼的铁和锌等会随铜一起溶解为离子(Zn和Fe)。由于这些离子与铜离子相比不易析出,所以电解时只要适当调节电位差即可避免这些离子在阳极上析出。比铜不活泼的杂质如金和银等沉积在电解槽的底部。
这样生产出来的铜板,称为“电解铜”,质量极高,可以用来制作电气产品。”
“可我们暂时没有纯铜怎么办?”
“没有的话,先用黄铜片也可以,再想办法把黄铜片分割出来就行了,办法是想出来的,你们试着去做吧!”
“好啦!这个比较容易制取,分两个人出来去负责制取纯铜吧!”
立刻就有两个汉奸读书人举手申请道:“陛下,算我一个”“陛下,也算我一个。”
“好!就是你们两个吧!赶快行动起来,不要拖了大家的后腿,不懂的,再来问朕。”
“遵命”两人鞠躬应诺,然后就到一边去准备干事了。
两人走开后,杨文礼接着开讲道:“下一个任务,比较难,那就是绝缘胶,铜线需要绕组,各铜线之间,必须绝缘,所以必须要用到绝缘胶。
绝缘胶是一种人工合成高分子化合物,自然界中只有虫胶才具有相同的性能,但虫胶远在中国的西南山区或南洋地区,远水解不了近渴,所以我们必须人工合成绝缘胶。
人工合成绝缘胶是由树脂、增韧剂、固化剂、稀释剂等构成,涂抹树脂的时候是液体,通过另外两种液体固化剂和增韧剂,就能迅速变成固体,起到包裹铜线和绝缘的作用,最后一种稀释剂是调节液体浓度的作用,不使其很快固化。
具体成份朕也不太清楚,不过朕可以给你们提示,可以用树脂、蜡、煤焦油内的化学成份去合成,这需要你们去做大量的实验,所以朕才说制取绝缘胶比较难。
最后还有两种材料需要研制,第一种是硅钢,硅钢的用途非常广泛,它具有导磁率高、矫顽力低、电阻系数大等特性,因而磁滞损失和涡流损失都很小。主要用作电机、变压器、电器以及电工仪表中的磁性材料。
硅钢根据用途有好几种型号,一般是含硅量与加工工艺的不同,它的优劣主要是材料的纯度决定,还有制作成硅钢片时的平整度,以及绝缘胶的好坏。
我们目前需要的硅钢,硅含量要大于0.5%到5%,碳含量要求少于0.08%,是无取向冷轧硅钢薄片,厚度要求在0.35毫米到0.5毫米之间,这是大中型发电机和电动机的铁芯材料。
还要研制一种变压器用硅钢材料,硅含量要求在3.5%到4.5%之间,是热轧高硅钢,厚度也是0.35毫米到0.5毫米之间。
第二种材料是永磁铁,自然界中的磁石,磁性强度低,材料性脆,不适合作高性能电动机的磁体材料。
我们还要研制出一种强磁合金材料,最好的强磁铁是稀土磁铁,磁铁的强弱决定电机的性能。
磁性材料是一种非常重要的基础材料,将来在电力、电子、通信等方面都要用到它。
还有一种碳刷需要研制,它需要石墨材料,我们暂时还没有,就先放到一边不管。
好啦!就是这几种材料,大家赶快行动起来吧!这次我不亲自参与研制,我只考查你们的进度,解决一些你们解决不了的问题。”
就这样,远东王国进入了基础科技方面的研究,这为以后的科技飞速发展,打下了扎实的基础。
从这里就可以看出,当初杨文礼要来虾夷岛是如何高瞻远瞩了,只有在这里他才能心无旁骛的搞科学研究,要是还在长生岛,他自己不想打建奴,朝庭也会逼着他去打建奴,哪还有时间给他搞研究啊!
此时的国内,正是水深火热的时候,各路反王都开始崭露头角,他这个时候要么也加入反朝庭的行列,要么就去镇压农民起义,没有第三条路可选,哪条路都不是他所想的,因为这样他就要双手沾满同胞的鲜血,会引起民众的仇恨。
到了这里,他就是眼不见心不烦,一心搞基础科研,为中华民族强健根基,到了一定的时候,他就会以绝对的实力碾压各路豪强,迅速结束国内的乱局,这样中华民族反而会少受更多的苦难。
……
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