天還沒亮透。
李晨在書房里被敲門聲驚醒。門外是丫鬟的聲音:“王爺,墨大匠來了,說橡膠試驗出問題了!”
李晨立刻清醒,披衣起身。推開書房門,墨問歸站在院子里,頭發(fā)亂糟糟的,眼窩深陷,手里捏著一截黑乎乎的膠塊。
“王爺,”墨問歸聲音沙啞,“硫化了,但不對?!?/p>
“怎么不對?”
“您看?!蹦珕枤w遞過膠塊。
李晨接過,捏了捏。
膠塊硬邦邦的,沒什么彈性,一掰就裂。這明顯是硫磺加多了,或者溫度太高,橡膠過硫了。
“試了多少種比例?”李晨問。
“從百分之一到百分之十,每百分之一做一批,一共十批,每批又分不同溫度、不同時間。昨晚熬了一夜,結(jié)果……都這樣。要么太軟粘手,要么太硬易碎?!?/p>
李晨皺眉。硫化工藝確實需要反復(fù)試驗,但時間不等人,電報實驗等著橡膠絕緣線。
“墨老,把北大學(xué)堂的張衡、李清、王冶叫來,他們懂算學(xué)和材料,一起攻關(guān)。”
墨問歸一愣:“那幾個小年輕?”
“達者為師,他們在格物科的成績我看過,有想法。去叫吧,直接到工坊?!?/p>
半個時辰后,墨工坊里擠滿了人。
墨問歸帶著五個學(xué)徒,張衡、李清、王冶三個年輕教習(xí)氣喘吁吁趕到,臉上還帶著睡意。柳依依也來了,帶著橡膠的詳細(xì)記錄冊。
李晨站在試驗臺前,臺上擺著幾十塊橡膠試樣,從軟到硬排列。
“諸位,”李晨開口,“橡膠硫化是電報項目的關(guān)鍵。絕緣線做不出來,電報就鋪不了。今天,咱們必須攻克這個難題?!?/p>
張衡三人面面相覷,既緊張又興奮。
他們只是北大學(xué)堂的年輕教習(xí),平時教教學(xué)生做做實驗,沒想到能被王爺親自點名參與攻關(guān)。
“王爺,”張衡先開口,“學(xué)生看了這些試樣,覺得問題可能在硫磺分布不均勻。硫磺是粉末,和橡膠混合時如果攪拌不勻,有的地方硫多,有的地方硫少,硫化效果就不一致?!?/p>
李晨眼睛一亮:“有道理。那怎么解決?”
“可以用加熱滾筒,兩個鐵滾筒,中間有縫,加熱后把橡膠和硫磺放進去,滾筒轉(zhuǎn)動,反復(fù)碾壓混合。這樣應(yīng)該能混勻?!?/p>
墨問歸皺眉:“工坊有碾壓機,但那是軋鐵皮的,能軋橡膠嗎?”
“試試?!崩畛颗陌?,“墨老,你帶人改造碾壓機,滾筒溫度要可調(diào)。張衡,你負(fù)責(zé)計算硫磺和橡膠的最佳配比,從千分之五開始試,每千分之一做一批。”
張衡精神一振:“是!”
李清舉手:“王爺,學(xué)生覺得溫度控制也有問題。現(xiàn)在用炭火加熱,溫度波動大。應(yīng)該用水浴加熱,溫度穩(wěn)定。”
“水???”
“對?!崩钋褰忉?,“大鐵鍋里放水,水上放小鍋,小鍋里放橡膠。水燒開后溫度固定在一百度,不會太高。如果要更高溫度,可以加鹽,鹽水沸點高?!?/p>
李晨點頭:“好主意。王冶,你呢?有什么想法?”
王冶年紀(jì)最小,有點怯生生的:“學(xué)生……學(xué)生覺得,硫化時間可以用沙漏精確控制?,F(xiàn)在的香計時不準(zhǔn),差一刻鐘效果就差很多?!?/p>
“沙漏好辦。”墨問歸道,“工坊里有現(xiàn)成的,一刻鐘、兩刻鐘、三刻鐘的都有?!?/p>
李晨看著三個年輕人,心里感慨。
這就是教育的力量。這些一年前還是學(xué)生的年輕人,現(xiàn)在已經(jīng)有獨立思考和解決問題的能力了。
“好,分工?!崩畛肯铝?,“墨老帶學(xué)徒改造碾壓機。張衡計算配比,李清設(shè)計水浴加熱裝置,王冶負(fù)責(zé)時間控制。柳依依記錄所有數(shù)據(jù)。咱們今天不干別的,就攻硫化這一關(guān)。”
眾人應(yīng)聲,立刻行動起來。
工坊里熱火朝天。
墨問歸帶人拆開軋鐵皮的碾壓機,重新調(diào)整滾筒間隙。
張衡趴在桌上算配比,用炭筆在紙上寫滿公式。李清指揮學(xué)徒架鐵鍋、燒水。王冶翻箱倒柜找沙漏。
李晨也沒閑著,親自上手試驗。取了一塊生橡膠,按千分之五的比例加入硫磺粉末,用小刀切碎混合,然后放在鐵片上,架在炭火上烤。
炭火溫度不好控制,李晨用手感受熱度,不時調(diào)整橡膠片的位置??玖思s一刻鐘,橡膠開始變軟,散發(fā)出淡淡的硫磺味。
“王爺小心燙。”柳依依遞過濕布。
李晨用濕布包住手,拿起橡膠片。
膠片已經(jīng)半透明,有了彈性。捏了捏,拉伸,膠片能拉長一倍不斷,松手后慢慢回縮。
“這個狀態(tài)對!”李晨眼睛亮了,“柳依依,記下:硫磺千分之五,炭火加熱,一刻鐘。彈性良好,不粘手?!?/p>
柳依依趕緊記錄。
但問題來了——炭火加熱不可控,這次成功,下次可能就失敗。必須用水浴法。
這時,李清那邊喊:“王爺,水浴裝置好了!”
李晨走過去看。一口大鐵鍋架在灶上,鍋里是沸騰的水。水上漂著一個銅盆,盆里放著橡膠和硫磺的混合物。水溫一百度,穩(wěn)定。
“試試?!崩畛康馈?/p>
銅盆在水上加熱。王冶盯著沙漏,一刻鐘一到就喊:“時間到!”
李清用鐵鉗夾出銅盆。盆里的橡膠已經(jīng)軟化,和硫磺初步混合。李晨戴上厚布手套,取出橡膠團。橡膠團溫?zé)幔蚧俏逗艿?/p>
“這個狀態(tài),”李晨捏了捏,“混合是混合了,但還沒完全硫化。需要再加熱?!?/p>
“那就兩段加熱?!睆埡鉁愡^來,“先水浴混合,再炭火短時間硫化。水浴溫度穩(wěn)定,保證混合均勻;炭火短時間高溫,完成硫化反應(yīng)?!?/p>
“有道理。”李晨點頭,“試!”
第二輪試驗開始。張衡按千分之五、千分之六、千分之七三個比例準(zhǔn)備了三份試樣。每份試樣先水浴加熱一刻鐘混合,然后放到炭火上烤半刻鐘。
工坊里安靜下來,所有人都盯著三份試樣。
炭火跳躍,橡膠片在鐵片上漸漸變化。千分之五的那份先好了,彈性適中,拉伸良好。千分之六的稍硬些,但彈性更好。千分之七的明顯偏硬。
“王爺,”張衡分析,“看來千分之五到千分之六是最佳范圍。千分之五偏軟,適合做軟管、密封墊;千分之六偏硬,適合做電線絕緣層、車輪。”
李晨拿起千分之六的那份橡膠片,用力拉扯。膠片伸長到原來的一倍半才斷,斷口有韌性。松開手,膠片迅速回彈。
“這個好?!崩畛康溃皬椥宰?,硬度夠,做絕緣層正合適。柳依依,記下配方:硫磺千分之六,先水浴混合一刻鐘,再炭火硫化半刻鐘?!?/p>
“是!”
配方有了,但量產(chǎn)還有問題。碾壓機還沒改造好,手工混合效率太低。
正午時分,墨問歸那邊傳來歡呼:“王爺!碾壓機改好了!”
李晨走過去看。原本軋鐵皮的碾壓機,兩個滾筒間隙調(diào)到了最小,滾筒內(nèi)部通了蒸汽管道加熱,溫度可調(diào)。學(xué)徒正在往滾筒里加橡膠和硫磺。
“試試。”李晨道。
蒸汽通入,滾筒加熱到一百度。學(xué)徒把橡膠塊和硫磺粉末從進料口投入。滾筒緩緩轉(zhuǎn)動,橡膠和硫磺被卷入滾筒間隙,反復(fù)碾壓。
一刻鐘后,出料口吐出混合均勻的橡膠片。橡膠片溫?zé)?,硫磺分布均勻?/p>
“成功了!”墨問歸激動得胡子都在抖,“王爺,這機器一天能混五百斤!”
李晨也很興奮:“好!墨老,接下來做絕緣線。銅線拉絲、橡膠包覆,這兩道工序要解決。”
這才是真正的難題。
銅線拉絲,要把銅錠拉成細(xì)絲。
這個時代沒有現(xiàn)代化拉絲機,全靠手工。
工坊里的拉絲板是一塊厚鐵板,上面鉆了從大到小一排孔。學(xué)徒把粗銅線從大孔穿入,用鉗子往外拉,銅線經(jīng)過小孔就被拉細(xì)。
但問題很快出現(xiàn)——拉到第三道孔時,銅線斷了。
“王爺,”拉絲的學(xué)徒苦著臉,“銅線太脆,拉細(xì)了就斷?!?/p>
李晨拿起斷掉的銅線看。斷口粗糙,有明顯晶粒。這是銅的純度不夠,雜質(zhì)多,延展性差。
“銅錠哪里來的?”李晨問。
“晉州銅礦?!蹦珕枤w道,“已經(jīng)是上等銅了。”
李晨沉思。這個時代的冶金技術(shù),銅的純度確實有限。但電報線不需要太高的導(dǎo)電率,稍差些也能用。關(guān)鍵是拉絲工藝。
“退火?!崩畛康?,“銅線每拉一道,就燒紅退火一次,消除應(yīng)力,恢復(fù)延展性?!?/p>
“退火?”墨問歸不懂。
“就是加熱到通紅,然后慢慢冷卻,銅線拉細(xì)后內(nèi)部有應(yīng)力,退火能讓晶粒重新排列,變軟?!?/p>
墨問歸恍然大悟:“對對對!打鐵也是這個道理!老糊涂了,怎么沒想到!”
立刻安排。拉一道,退一次火。
果然,銅線不斷了,一直拉到比頭發(fā)絲粗不了多少的程度。
“王爺神了!”學(xué)徒們驚嘆。
李晨卻搖頭:“還是太慢。一天能拉幾丈?”
墨問歸算了算:“兩個人配合,一天最多拉十丈?!?/p>
十丈,三十米。鋪一里路要一百六十丈,鋪八十里要一萬兩千八百丈——按這速度,得拉三年半。
“必須改進拉絲機,墨老,你看能不能做多道連續(xù)拉絲機?銅線一次穿過多個拉絲孔,中間用卷筒牽引,自動拉拔?!?/p>
墨問歸皺眉:“連續(xù)拉絲……牽引力不夠啊?!?/p>
“用水力?!崩畛康?,“潛龍河有水流,建水車驅(qū)動。銅線從粗到細(xì),經(jīng)過七八個拉絲孔,一次成型。中間加熱退火,也用蒸汽?!?/p>
墨問歸眼睛亮了:“王爺是說……像紡織機那樣,連續(xù)生產(chǎn)?”
“對!這事不著急,先設(shè)計。眼下先用手工拉,夠?qū)嶒炗镁托??!?/p>
銅線問題暫時解決,接下來是橡膠包覆。
橡膠怎么均勻地包在銅線上?手工涂抹不均勻,厚薄不一。
王冶提出一個想法:“王爺,能不能用模具?銅線從細(xì)孔穿過,橡膠液從四周注入,包裹銅線后冷卻定型?”
李晨想起后世的擠出機原理,就是這個思路。但現(xiàn)在的條件,做不出精密模具。
“簡單點?!崩畛康?,“做個漏斗,下面開小孔。橡膠液倒進漏斗,銅線從孔里拉出,橡膠液自然包裹銅線。經(jīng)過冷水槽冷卻定型?!?/p>
說干就干。墨問歸立刻讓人做了個銅漏斗,下面鉆了大小不同的孔。張衡按千分之六的配方硫化橡膠,加熱成粘稠液體,倒進漏斗。
學(xué)徒拉著銅線從漏斗小孔穿過。橡膠液順著銅線流出,形成一層薄薄的包裹。銅線進入冷水槽,橡膠凝固。
拉出水面一看——銅線外面包了一層橡膠,雖然厚薄不太均勻,但基本完整。
“成了!”工坊里爆發(fā)出歡呼。
李晨拿起包覆好的電線,用手捏了捏。
橡膠層有彈性,包裹緊密。他讓柳依依拿刀割開一段,露出里面的銅線。銅線完好,橡膠層厚度約半毫米。
“測試絕緣性能?!崩畛康?。
最簡單的測試——電線兩端接上電池和小燈泡,中間一段泡在水里。如果燈泡還亮,說明漏電;燈泡不亮,說明絕緣合格。
電池是李晨之前讓做的伏打電堆,銅片和鋅片疊放,用鹽水浸泡。小燈泡是抽真空的玻璃泡,里面是細(xì)鐵絲。
電線接好,中間一段浸入水盆。
所有人屏住呼吸。
李晨合上開關(guān)。
燈泡——沒亮。
“絕緣合格!”張衡第一個喊出來。
工坊里瞬間沸騰。
墨問歸老淚縱橫,學(xué)徒們互相擁抱,張衡三人激動得跳起來。柳依依抹著眼淚記錄:“十一月初九未時三刻,第一根橡膠絕緣電線試制成功?!?/p>
李晨也長長松了口氣。這一天,從早到晚,終于有了成果。
但這只是開始。
“墨老,”李晨道,“按這個工藝,先做一百丈電線。張衡,你們?nèi)齻€繼續(xù)優(yōu)化配方和工藝。柳依依,成本核算一下,看大規(guī)模生產(chǎn)要多少錢?!?/p>
眾人領(lǐng)命。
李晨走出工坊時,天色已近黃昏。
一天攻關(guān),精疲力盡,但心里踏實。電線有了,電報就不遠(yuǎn)了。等電報鋪開,信息傳遞的瓶頸就打破了。
到那時,潛龍對各地的掌控力,將躍升一個臺階。
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