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第七节 木卫三水晶宫计划 二(2 / 5)

舰队 都是书荒的错 4052 字 2021-06-07

穿梭机很快便飞走了,而她们一群志愿者们则流了下来,开始动手将工作站彻底展开。

冰层的硬度并没有李寒云想的那么硬,带有巨大金刚石钻头的钻机轻易地便在零下一百七十度低温环境下的冰层上钻出一个个用于固定的深井,当基座被完成时,穿梭机又一次降落了下来,这次带来的是一台盾构机,这是由曾经在中国铁建重工集团有限公司公司工作的王金鑫提供的设计图纸,盾构机的全称应该是盾构隧道掘进机,虽然和普通的盾构机挖直线隧道稍稍有些不同,这台盾构机其实更像是美国动画里在地底钻来钻去的掘进机那样,要一直朝下螺旋形挖出一条通道来,但基本原理却是相同的。

当移动工作站搭建完毕,穿梭机又降落了两次,盾构机正式开始掘进工作。工作刚开始,李寒云就察觉出了一些不对劲的地方,因为在他看来,冰的温度越低,自然硬度也就越高。冰在零度时,硬度为一到二级,温度在零下十五度时,硬度为二到三级,温度在零下四十度时,硬度为四级,温度在零下五十度时,硬度为六级,那么零下一百七十度时,硬度应该是多少级?当然,这种拍脑袋想当然的科学是靠不住的,其实冰是自然界中同一物质晶胞结构最多的物质。材料学领域中有一句话,叫做结构决定性能,说的就是这个晶胞结构。冰在晶胞结构上就注定了无法和金刚石相比。

人类已知的冰的晶胞结构从冰-I到冰-II一共二十多种,就拿自然界中最常见的冰-Ih,也就是六方晶系冰一来说。冰-Ih的结构中,每一个氧原子的周围都有呈四面体状配位的四个氧原子,氧-氧键长约2.76埃(一埃等于十的负十次方米,也就是零点一纳米),在氧-氧连线上只有一个氢原子,键长约氧--0.96埃--氢--1.80埃--氧。氧原子周围的氢原子的分布可以是无序的,也可以是有序的。如果氢原子分布无序,则一个氧周围分布有四个占位度为0.5的氢原子,此时结构的对称性较高(为P63/mmc空间群);如果分布有序,则一个氧周围有两个氢,对称性为P63cm空间群。

再来看看金刚石,是碳的共价晶体,等轴晶系。实际上,金刚石的晶胞可看作是面心立方晶胞与沿体对角线向下平移四分之一的自身的复合体,所以金刚石达到了几何上的稳态,碳-碳共价键强度和稳定性又高,硬度自然就大了。在这两点上(几何稳定性和化学键强度),都是完爆冰的,硬度自然比冰高了。何况在温度不够低的时候,冰的晶格内会存在一定数量的液态水,这些还未被冻结的液态水破坏

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