第191章 初代電報機
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錦城工業園,電力研究所。
夏淮安推開實驗室的大門,撲麵而來的是一股焦糊味和金屬灼燒的氣息。屋內煙霧繚繞,幾名研究員正圍著一台古怪的機器忙碌著,有人用銅絲纏繞線圈,有人調試著玻璃管內的金屬觸點,還有人滿頭大汗地搖動手搖發電機。
“東家!”許冬生抬起頭,臉上沾滿黑灰,眼睛卻亮得驚人,“成了!這次真的成了!”
夏淮安快步走近,目光落在那台簡陋的機器上——它由銅線圈、玻璃管、金屬簧片和一台手搖發電機組成,結構粗糙,但每一個部件都經過反複調試。
“能用了?”夏淮安的聲音有些發緊。
“能!”許冬生興奮地指向窗外,“我們在三裏外的信號塔也裝了一台,剛剛收到了清晰的電磁信號!”
夏淮安深吸一口氣,手指輕輕撫過電報機的銅製按鍵。這台機器的原理並不複雜——手搖發電機產生電流,通過銅線圈形成電磁場,按鍵閉合時,電流激發電磁波,通過天線向空中發射;接收端的線圈感應到電磁波後,簧片震動,產生“噠噠”聲,記錄員根據聲音長短頻率節奏等破譯信息。
但原理簡單,實現卻極難。
“首先是手搖發電機的功率太低!” 許冬生說道:“普通磁鐵石的磁力不夠,發電功率有限。後來,咱們按照東家的提示,摒棄了磁鐵石,改用精鋼反複淬火順磁,造出了鋼磁棒,磁場強度比普通磁鐵石增加了幾倍。”
“然後是手搖發電的電壓電流不穩定。”許冬生歎了口氣:“這個問題折磨了咱們一個多月,幸虧隔壁蒸汽機械研究院的楊三郎幫忙做了改進,增加了幾組齒輪和彈簧,通過齒輪調節,讓發電機轉子的最高轉速度趨於穩定,產生的電流電壓也就穩定下來。”
“最難的是玻璃管裏的金屬觸點,我們試了銅、銀、鐵,最後發現鎢絲最耐用。”許冬生指著接收器的核心部件,得意的說道:“鎢絲耐高溫,不會像銅絲一樣燒斷。”
“鎢絲?”夏淮安眼睛一亮:“那玩意熔點三千多度,現在的高爐根本沒有辦法熔化,你們怎麽搞出來的?”
許冬生嘿嘿一笑,擦了擦手上的黑灰:“東家,您之前提過鎢絲耐高溫,我們就試著煉鎢。可鎢礦石難找,煉出來的鎢粉又硬又脆,根本拉不成絲。”
他轉身從木箱裏取出一塊黑褐色的礦石:“這是勘探隊在巴山深處找到的黑鎢礦,含鎢量很高。”
夏淮安接過礦石,沉甸甸的,表麵泛著金屬光澤,鎢礦石比較容易辨識。他輕輕摩挲著礦石表麵,問道:“找到鎢礦隻是第一步,關鍵你們怎麽提煉的?”
“先去鋼鐵廠,找幾個工匠用大錘子砸碎,研磨成粉,再用堿煮,去除雜質。”楊三郎指向角落裏的爐子,“然後和木炭粉混合,放入石墨坩堝,用焦炭高溫煆燒,得到鎢粉。這些步驟,東家編的化工高階知識裏麵都有提到。”
“還原鎢粉,隻需要一千多度的溫度,咱們的高爐倒是可以做到。”夏淮安點點頭:“但是,鎢粉怎麽拉成絲的?沒有三千度的高溫,根本無法融化鎢,怎麽能拉絲呢?”
許冬生撓了撓頭:“這個最難!鎢粉太硬,根本拉不動。我們試過摻入少量鐵粉,用鍛打的方式壓成細條,但太脆,一彎就斷。”
他走到另一張桌子前,掀開一塊粗布,露出幾根細如發絲的金屬絲:“後來我們想到一個法子——將鎢粉和少量黏土混合,搓成細條,陰幹後放入石墨模具,用高溫燒結。燒完後,黏土揮發,剩下的就是純鎢絲!”
“當然,那樣的鎢絲就像是用無數細粉堆成的,表麵坑坑窪窪,到處都是細粉形成的不規則的毛刺,後麵還要仔細打磨,才能製成這樣一條鎢絲。”
夏淮安拿起一根鎢絲,對著陽光仔細觀察。鎢絲細而堅韌,泛著銀灰色的金屬光澤。他輕輕彎折,鎢絲沒有斷裂,彈性極佳。
“好!”夏淮安眼中閃過讚許,“這法子妙!不過……”他頓了頓,“鎢絲雖好,但製造工藝複雜,成本太高。目前隻能小規模生產,優先供給電報機。”
許冬生連連點頭:“東家放心,我們已經摸索出一套穩定的流程,日產百尺不成問題!”
夏淮安拍了拍他的肩膀:“幹得好!專門成立一個鎢絲製造廠,繼續優化鎢絲製造流程,有了鎢絲,不但可以製造能長期使用的電報機!以後還可以製造電燈!”
許冬生取出一個記事簿,交給夏淮安:“東家,這是咱們總結的鎢絲製造工藝。”
夏淮安打開記事簿,看到了用蠅頭小楷工整記錄的“鎢絲製造關鍵步驟總結”。
“礦石精選:采集高純度黑鎢礦,粉碎研磨成細粉。
堿煮提純:用濃氫氧化鈉溶液煮沸礦石粉,溶解雜質,保留鎢酸鈉溶液。
酸析鎢酸:加入鹽酸,生成黃色鎢酸沉澱,過濾烘幹。
碳熱還原:將鎢酸與木炭粉混合,在石墨坩堝中高溫約1400c)煆燒,得到鎢粉。
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摻黏土成型:鎢粉與高嶺土按91混合,加水搓成細條,陰幹。
高溫燒結:放入石墨模具,隔絕空氣加熱至1500c以上,黏土揮發,鎢顆粒熔結成絲。
表麵拋光:用細砂紙打磨鎢絲表麵,去除毛刺……”
“好!太好了!”夏淮安非常激動。雖然他學得是化工專業,但並不是每個化工流程他都熟悉。鎢絲製造方麵,他就是隻知原理不知過程,沒想到,這些能幹的工匠們,竟然從原理出發,自己摸索出了鎢絲的製造工藝。
雖然目前用的細粉堆絲的方法十分落後,損失大,工藝成本非常高,但也是極大的突破。
“除了引入耐高溫的鎢絲做觸電,還有哪些改進?”夏淮安問道。
“線圈的纏繞方式也改進了。”研究員小李插話,“之前繞得太密,電流一大就燒毀;繞得太鬆,信號又太弱。現在用蜂巢式繞法,既穩定又靈敏。”
夏淮安點點頭,目光掃過桌上堆積如山的失敗品——焦黑的線圈、熔化的玻璃管、斷裂的簧片……這些都是數十次試驗的代價。
“試試看。”他沉聲道。
許冬生立刻搖動發電機,電流“滋滋”流過線圈。夏淮安按下觸發銅鍵,短按一下,再連按三下——“噠,噠噠噠”。三裏外的接收站幾乎同時傳來回應:“噠,噠噠噠!”
接收站的人騎著快馬趕到實驗室,匯報剛剛收到的信號。
“成了!”實驗室爆發出一陣歡呼。
夏淮安卻異常冷靜:“信號能傳多遠?”
“不清楚,估計十裏內穩定,二十裏勉強能收,但雜音大。”許冬生擦了擦汗,“如果能造更大的發電機,或者架更高的天線,或許能傳幾十裏!”
僅能傳十裏的無線電報機,基本沒有實用價值,但考慮到這是初代的電報機,夏淮安已經非常滿意。
“非常好!”夏淮安說道:“研發小組每人獎勵二十兩銀子!負責人許冬生獎勵一百兩!接下來咱們有兩個任務,一個是繼續改進優化無線電報機,增加傳播接收距離。具體改進方案你們慢慢摸索,比如說,增加發電功率,增加脈衝輸出信號強度,建設信號發射列陣,建設信號發射塔;接收端可以建造信號接收鍋,用其他材料代替金屬彈簧片作為信號檢測方式,提高靈敏度。”
“第二個任務就是建立鎢絲廠,摸索出大規模製造細鎢絲的工藝流程。”
“我倒是有個提高溫度的辦法,原理上可行,但不知道實際應用是否可行!”
夏淮安說著,翻開記事簿一頁,用炭筆畫出了簡易的示意圖:“咱們可以請琉璃廠的工匠,打造出這種凹麵鏡,能將太陽光聚集在一點。用幾十麵這樣的鏡子,將光全部集中在一點,這一點的溫度,可以在短時間內達到幾千度!”
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