從全能學(xué)霸到首席科學(xué)家 第二百二十二章 打破壟斷

“決定伺服電機(jī)精準(zhǔn)性的，是編碼器。”

“編碼器主要有三種，光學(xué)編碼器，磁性編碼器，以及電容式的編碼器，其中光學(xué)編碼器是應(yīng)用最多的，同時在精準(zhǔn)性上也更值得信任。”

收集了所有關(guān)于編碼器的知識，林曉選定了自己的目的。

編碼器能夠?qū)λ欧姍C(jī)的運動進(jìn)行反饋，然后通過這些反饋來進(jìn)一步控制伺服電機(jī)的精度，所以想要突破伺服電機(jī)，就需要對編碼器進(jìn)行優(yōu)化。

而決定編碼器好壞的，首先和編碼器內(nèi)部彈性材料有關(guān)系，不過在材料上，華國顯然還是存在一定的弱點，其次就是對編碼器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，以及對計算機(jī)算法的控制。

優(yōu)秀的結(jié)構(gòu)，即使是材料不行，也完全可以實現(xiàn)優(yōu)化。

當(dāng)然，對林曉來說，編碼器的材料就不是問題了，因為他腦海中的光刻機(jī)，里面伺服電機(jī)的所有結(jié)構(gòu)在他眼中都是一清二楚的。

所以直接復(fù)制出來完全沒問題，不過還是那句話，照抄不是他的性格，他不僅要造出光刻機(jī)，更要造出一個比國外更好的光刻機(jī)，而更好的伺服電機(jī)，就是更好的精度，這將十分有利于光刻機(jī)未來的生產(chǎn)速度。

到時候他們的光刻機(jī)比阿斯麥爾的更好，然后也不給國外賣，他們?nèi)A國自己成立芯片代工廠，就像臺積電那樣。

當(dāng)然，理想很遠(yuǎn)大，這還需要自己開始動手。

“那就先把阿斯麥爾的編碼器弄上去吧。”

想到這，林曉便直接打開了機(jī)械設(shè)計軟件，開始了自己的建模。

因為腦海中有參考，所以他的建模速度也挺快，沒過多久，一個編碼器就出現(xiàn)在了他的屏幕面前。

“這是一個增量編碼器，做到了1毫米25000個脈沖，不愧是洋鬼子的，確實是厲害啊。”

看到這，林曉心中微微感慨了一下，一毫米兩萬五千個脈沖，意味著一個脈沖這個編碼器帶來的距離變化就是兩萬五千分之一毫米，也就是40納米的程度，而分辨率相當(dāng)于其四分之一，也就是10納米，然后再利用多個編碼器進(jìn)行組合，就能讓這個分辨率再度下降，達(dá)到更低的程度。

這不得不讓人感慨一聲厲害，即使是林曉也是如此。

當(dāng)然感慨是感慨了，他也沒忘記自己的目的。

“唔……這個結(jié)構(gòu)的話……還有許多空間可以進(jìn)行優(yōu)化。”

林曉認(rèn)真地思考了起來。

對于機(jī)械進(jìn)行優(yōu)化，最考驗的就是物理學(xué)上的能力，其次還有材料學(xué)上的能力，而恰好，他這兩個學(xué)科的等級都算是比較高的。

所以短暫看了幾眼，他心中就大致有了幾種方向。

而后他便在眼前的三維軟件上開始對模型進(jìn)行起了修改。

比如，二分法。

數(shù)學(xué)上的二分法能夠不斷的得到一個近似值，物理上同樣也有二分法，而在結(jié)構(gòu)的運用上同樣也有這樣的方法。

而通過將編碼器內(nèi)部結(jié)構(gòu)改變，假如其本身的分辨率是10納米，但如果對其內(nèi)部結(jié)構(gòu)改變后，讓其每回帶來的距離變化被二分，變成原來的一半，那么其分辨率就能夠來到5納米。

而這只是林曉暫時的想法，具體要如何優(yōu)化其結(jié)構(gòu)，仍然需要一定的研究。

這也是他必須去研究的，因為華國造不出這種能夠?qū)崿F(xiàn)一毫米兩萬五千脈沖的傳感器，即使他腦海中有國外那些精密傳感器的結(jié)構(gòu)以及材料，但是想要造出來，又需要另外一個領(lǐng)域的技術(shù)了。

華國在傳感器上的落后，同樣也制約了華國在許多工業(yè)上面的發(fā)展，而顯然林曉不可能從光刻機(jī)，又到伺服電機(jī)，又到編碼器，最后又轉(zhuǎn)到傳感器上去。

所以林曉只能另辟蹊徑。

這就像是有一個故事：國外的香皂工廠為了檢測流水線中生產(chǎn)出來的香皂盒中到底有沒有裝進(jìn)香皂，于是請來了自動化專家來進(jìn)行設(shè)計，什么機(jī)械、微電子、x射線探測技術(shù)全用上了，最后便成功地解決了問題，總共花費了幾十上百萬美元。

但是在華國的一個香皂工廠中也面臨起了這個問題，但顯然工廠的老板沒有那么多錢又是去請專家又是去搞x射線什么的，于是這里的工程師們想來想去，最后想到了一個方法，直接在生產(chǎn)線旁邊放一個大號的電風(fēng)扇，空的香皂盒就直接給它吹走，不是空的就吹不走，于是乎也解決了問題，總共花費了幾十塊錢人民幣。

這個故事也是林曉解決問題的一種思想。

利用華國現(xiàn)有的東西來達(dá)到?jīng)]有的程度。

這也是許多華國科學(xué)家致力于研究的一個方向，有時候一個不小心，就能夠達(dá)到連國外都羨慕的程度，就比如飛機(jī)整體架構(gòu)，國外的材料好，所以材料強度就能夠直接提升機(jī)身架構(gòu)的強度，華國的材料不行，科學(xué)家們就搞出了一個3d打印飛機(jī)架構(gòu)的技術(shù)，雖然我們的材料不行，但是因為3d打印出來的結(jié)構(gòu)都是完全一體，不需要用焊接，用鉚釘，于是整體架構(gòu)的強度就也要更好一些。

再比如以前華國核潛艇的噪音一直遭到國外的嘲笑，結(jié)果華國科學(xué)家就搞出了一個無軸泵推技術(shù)，讓華國核潛艇從此真正的“安靜”了下來。

所以，林曉現(xiàn)在走的也正是這些華國前輩們同樣走過的路。

而且他心中也知道，一旦自己的想法能夠成功，世界上編碼器的格局都將就此改變。

因為二分法，顯然不是只能分一次，它還可以四分、八分，甚至是十六分。

屆時華國編碼器就算每毫米脈沖只能達(dá)到1000次，也就相當(dāng)于分辨率只能達(dá)到250納米的程度，但是經(jīng)過他的結(jié)構(gòu)優(yōu)化，同樣也能夠降低到10納米左右的程度，然后再由多個編碼器組合，同樣也能精確到更加低的程度。

就這樣，分析著眼前的這個結(jié)構(gòu)，林曉手中也拿來了草稿紙，在上面畫起了工圖。

時不時停筆思考，就這樣，他腦海中浮現(xiàn)出了更多的思路。

“似乎……可以這樣？”

腦海中忽然閃過了一道靈光，林曉的眼前一亮，草稿紙上的圖線也越發(fā)的復(fù)雜了起來。

時間很快過去。

約莫一個月過去。

這一個月的時間，這一個月的時間，林曉都在研究編碼器這個東西。

當(dāng)然，在收獲上還是很大的，至少，他已經(jīng)在軟件上建立出了一個新的編碼器，并且實現(xiàn)了對其位移距離的八分，也就是說其精度提升了八倍。

不過，結(jié)構(gòu)完成了，還需要將這個東西給造出來。

造不出來，其實際效果如何都是不確定的。

當(dāng)然，想要將東西造出來，也需要各種材料，特別是要求那種剛性更強的材料。

位移距離進(jìn)行了八分，如果材料剛性不強，也就會產(chǎn)生彈性形變，所就需要剛性較強的材料。

而這種材料，他也已經(jīng)有了，正是來自于他腦海中的那個編碼器中的材料。

這個材料剛性很強，十分適合用在編碼器當(dāng)中，對于誤差的修改很有幫助。

當(dāng)然，這種材料也需要先制備出來。

“那就先去他們那里看看吧。”

想到了那群還在研究著陶瓷磨盤材料的博士后，那些博士后一直在根據(jù)林曉的思路進(jìn)行著研究，倒是越來越接近他的目的了，就是不知道他們搞沒搞出來。

而后，他便離開了這個電腦室，然后前往了材料實驗室中。

見到林曉過來，這些博士后們便紛紛喊了一聲：“林教授！”

“嗯。”

林曉點點頭，說道：“情況怎么樣了？”

“這一爐就有可能成功！”

其中一人回答道。

“嗯！我們對離心速度還有鉭熔液加入速度經(jīng)過多次調(diào)整，現(xiàn)在應(yīng)該可以成功。”

另外一人也應(yīng)了一聲。

“那就行，我就期待一下吧。”

既然他們都這么說，林曉也就打算等一等，看看他們能不能把東西搞出來。

除了這個磨盤材料之外，還有另外一個硅粉及氫氧化鈉膠體拋光液，關(guān)于拋光液，林曉決定之后再制備出來，現(xiàn)在還不用急，因為這種化學(xué)品比材料更加容易建立起生產(chǎn)線，所以他打算等之后再說。

就這樣，時間很快過去，差不多要好了，幾名博士生便立馬上去，關(guān)閉了電弧爐，取出了里面燒制的陶瓷片。

等到其溫度降下后，一個深灰色的陶瓷片出現(xiàn)在了他們的面前，然后將其放到旁邊的小型拋光機(jī)上開始拋光，沒過一會兒，一個表面光滑，就像那些現(xiàn)代陶瓷工藝品那樣的陶瓷片出現(xiàn)在了他們面前。

林曉打量了一下，而后說道：“去測量一下它的性質(zhì)吧。”

“好！”

這幫博士后立馬迫不及待地帶著這個磨盤去各種儀器上測量了起來。

而其中，最重要的就是熱膨脹系數(shù)要達(dá)到他們的需求。

所以，他們首先就是帶著它去熱膨脹系數(shù)測定儀上進(jìn)行檢測。

首先，室溫是25攝氏度，然后利用測定儀慢慢對其進(jìn)行加熱，漸漸測量其膨脹度。

他們的這個測定儀能夠精確到10nm，也就是說只有檢測到其膨脹度達(dá)到10nm之后，才能檢測出示數(shù)。

而對于超精密拋光磨盤來說，因為長期摩擦的原因，工作溫度可能會處在上百攝氏度，所以其膨脹系數(shù)必須很低。

而他們前幾次實驗結(jié)果都并不理想，碳化硅陶瓷的熱膨脹系數(shù)本來就在1.2—4.3，而他們實驗結(jié)果只是比這個范圍低了一些而已。

這顯然還不夠，還要更低，至少要低于0.5，才能證明他們成功了。

于是乎，每個人都緊緊盯著電腦上的示數(shù)表，等待著其變化。

在不斷地加熱中，這個摻鉭碳化硅陶瓷片的溫度也逐漸上升著，從25攝氏度一直上升到125攝氏度。

然而，示數(shù)依然沒有發(fā)生改變！

這說明，其膨脹程度仍然沒有到10nm！

看到這，他們頓時都握緊了拳頭，越發(fā)的期待起來。

終于，直到溫度來到兩百攝氏度出頭之后，示數(shù)終于跳了一下，它終于膨脹了10nm！

頓時間，他們就按捺不住他們心中的激動了。

這個結(jié)果，比他們之前那幾次都要好的太多了！

“李偉，快去算算熱膨脹系數(shù)到底是多少！”

有人立馬喊道，根據(jù)這個陶瓷片的初始厚度以及初始溫度，他們就能夠計算出最終結(jié)果。

這么低的膨脹量，膨脹系數(shù)肯定低于1了！

不過具體是多少，他們也十分的想知道。

但就在這個時候，林曉直接開口道：“不用算了，膨脹系數(shù)是0.16。”

這些博士生們一愣，0.16？

他們林教授這是直接心算出來的？

而那位李偉也在遲了幾秒鐘之后，才說道：“確實是0.16！”

頓時，他們都向林曉投去了欽佩的目光，好家伙，這心算速度，最強大腦也就這個程度吧？

一個是納米，一個是厘米，中間差了一千萬呢。

當(dāng)然，林曉沒有對自己的計算速度有什么感慨，基本操作而已，相對于這個結(jié)果，才是他真正為之高興的地方。

0.16，基本達(dá)到了系統(tǒng)給出的數(shù)值。

如此低的膨脹系數(shù)，他現(xiàn)在可以正式宣布，華國將擁有屬于自己的頂級拋光磨盤了，打破了外國的壟斷！

過幾天他就把那些國內(nèi)研究拋光工藝的院士們喊過來，用這個新材料給他們翻譯翻譯一下什么叫驚喜。

想到這，他再次一笑，然后重新看向眼前的博士生們，結(jié)果見到他們都看著自己。

他不由一愣，笑著問道：“你們看我干嘛？現(xiàn)在不好好慶祝一下嗎？”

聽到林曉這么說，這些博士后們也反應(yīng)了過來。

0.16熱膨脹系數(shù)的碳化硅陶瓷材料啊！

這顯然是最適合作為硅晶圓磨盤的材料，也就等于說他們的成果，為華國填補了一個空白。

這對他們這些博士生來說，顯然也是一個巨大的成就。

雖然研究的所有步驟都是林曉交代的，他們只是按照林曉指明的方法去研究而已，不過既然他們是參與者，當(dāng)然也能一定的榮譽。

這時候，他們看向林曉的目光充滿了感激，同時也暗暗慶幸他們當(dāng)初沒有真的離開，不然的話這直接虧大發(fā)了。

于是，他們每個人都?xì)g呼了起來。

實驗室中充滿了快活的氣息。