“我那是实话。”吕辰说,“镍铁合金加稀土钴,性能确实好。但老李说得也对,加工性差,批量生产难。”
钱兰收了笑,轻声说:“可是他们根本没考虑光刻机的事。”
吕辰沉默了几秒。
“对啊。”他说,“他们根本就没考虑。”
三个人顺着楼梯往下走。
走到一楼大厅的时候,吕辰忽然停下来。
“咱们自己做。”他说。
诸葛彪看着他:“做什么?”
“光刻机用的电机。”吕辰说,“他们不做,咱们自己做。”
诸葛彪愣了一下,然后点点头:“行。”
钱兰也点头:“可以。”
三个人出了自动化控制中心,往研究所主楼走。
阳光照在身上,暖洋洋的。
但吕辰心里,却有一种说不出的沉重。
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不是生那些人的气。
他们没错。他们要的是通用电机,要的是能批量生产、能用在机床上的电机。光刻机?那东西全国就一台。为一个特殊用途,投入那么多精力,确实不划算。
可问题是,光刻机那台,谁来弄?
赵老师吗?他管着整个自动化控制中心,还要改造轴承分厂,哪有时间。
宋颜教授会弄吗?他要管集成电路实验室,还要盯着星河计划。
谢凯?他忙着惊雷项目,近炸引信的事还没完。
吴国华?忙着昆仑工程。
算来算去,也就只有自己三人了。
吕辰苦笑了一下。
没办法,自己挖的坑,自己填。
回到办公室,三个人坐下来。
诸葛彪拿出烟,点上,抽了一口:“说吧,怎么弄?”
吕辰拿起笔,在纸上画了一个简单的图。
一个圆筒,中间一根轴,外面绕线圈。
“光刻机用的电机,要求就几条。”他说,“第一,振动要小。光刻机曝光的时候,振动一微米都不能有。”
诸葛彪点点头。
“第二,热形变要小。电机转起来会发热,发热就会膨胀,膨胀就会变形。变形了,精度就没了。”
钱兰在本子上记下来。
“第三,要能适应真空和洁净环境。”吕辰说,“光刻机里面是真空的,而且特别干净。电机在里面转,不能放气,不能掉颗粒,不能用润滑油。”
诸葛彪弹了弹烟灰:“这要求够高的。”
“所以不能用铁芯。”吕辰说。
诸葛彪看着他:“不用铁芯?那用什么?”
“无铁芯空心杯转子。”吕辰说。
他在纸上画了一个剖面图。
“转子不要铁芯,就一个空心杯,用蜂窝状绕组。没有铁芯,就没有磁滞损耗,就没有齿槽效应。电机转起来,理论上零振动。”
诸葛彪皱起眉头:“蜂窝状绕组?那怎么做?用手编?”
“用模具。”吕辰说,“先用模具绕出形状,然后固化。这个工艺得自己摸索。”
钱兰在旁边问:“那定子呢?”
“定子用永磁。”吕辰说,“高磁能积的稀土钴。放在外面,形成一个均匀的磁场。转子在里面转,切割磁感线,产生转矩。”
他顿了顿:“这种结构,叫空心杯永磁直流电机。没有铁芯,没有齿槽,理论上可以做到极低的振动和极高的平稳性。”
诸葛彪盯着那张图看了一会儿,然后点点头:“理论上可行。但实际做出来,问题一大堆。没有铁芯,磁路怎么走?磁场均匀性怎么保证?散热怎么办?”
“散热用水冷。”吕辰说。
他在图上又加了几笔。
“定子外面,做一层水冷套。通循环水,把热量带走。这样电机本身的温升就能控制住。”
诸葛彪想了想:“水冷套会加大体积。光刻机里面空间有限,不一定放得下。得就用微通道。在定子外壳上刻微细通道,通水冷却。体积不会太大。”
吕辰点点头:“水冷能解决热的问题。但就算温度控制住了,材料本身的热膨胀系数也得考虑。”
钱兰道:“这个好办,用碳化硅陶瓷。电机的主要结构件,比如外壳、支架,用碳化硅陶瓷。碳化硅导热好,膨胀系数低,比金属稳定得多。而且陶瓷不放气,不掉颗粒,适合真空环境。最主要的是,工业陶瓷中心就有,算是就地取材。”
吕辰点点头:“我也是这样想的,我们先用石墨做模具,成型后烧结。烧结完了,用金刚石磨具精加工。精度可以做到微米级。”