当崇祯皇帝详细阐述蒸汽机原理,并特别强调“密封乃第一要务”时,他看到宋应星眉头紧锁,显然正在脑海中飞速思考着麻绳、皮革、软木等各种传统密封材料的局限性。
这些材料在高温高压的蒸汽面前,恐怕难以持久。
就在宋应星感到棘手之际,崇祯皇帝仿佛不经意间,又抛出了一把解决难题的关键钥匙。
他走到另一侧墙壁,那里悬挂着一幅略显粗糙的《山东莱州府矿产概略图》。
“爱卿为密封之事忧虑,朕深知此节至关紧要。寻常之物,确难当此任。”
崇祯的手指精准地点在地图上的一个位置——莱阳县南墅镇(注:明时莱阳属莱州府,南墅石墨矿闻名,但此时尚未大规模工业开采)。“
此地,蕴藏着一种天赐的灵物,或可解此难题。”
宋应星立刻趋前,专注聆听。
“此物名为石墨,色黑,有滑腻感,可书写作画(指铅笔芯前身),然其更可贵之处,在于耐高温、耐腐蚀,且自身有润滑之效。”崇祯缓缓道来,将其物理特性一一点明。
宋应星眼中一亮:“陛下是说,用此石墨粉末填充密封?”
“直接使用矿粉,效果恐不尽人意。”
崇祯摇摇头,开始透露更核心的加工技术,“需经过特殊工艺处理。朕将其构想告知于你,具体如何实现,需你与工匠反复试验。”
提纯,采出的石墨矿石,需先设法去除泥沙杂质,得到较为纯净的石墨。
插层与膨胀(此处崇祯避免使用过于现代的化学术语,而是描述现象)“……可将提纯后的石墨,与强酸等物共同处理,使其结构变得疏松,体积迅速膨胀数十上百倍,变成一种蠕虫状的蓬松物质,朕称之为‘膨胀石墨’。”
他用手比划着体积增大的效果。
压延成材,“将此膨胀石墨,如同造纸一般,用重器碾压成薄薄的片状,或填入模具压制成型,便可得到质地柔软、富有弹性、且能耐受极高温度的柔性石墨材。”
“朕以为,此物用作活塞与气缸之间的密封垫片,或是阀门处的密封,最为理想不过。”
宋应星听得心驰神往!
陛下不仅提出了惊世骇俗的蒸汽机原理,竟然连最关键的材料难题,也早已备好了如此精妙的解决方案!
这已不是简单的“天启”或“托梦”能解释的了,在宋应星心中,当今天子简直是生而知之的“格物之神”!
“陛下……真乃天纵奇才!臣……臣万万没想到,竟有如此妙物,如此巧法!”
宋应星的声音充满了敬佩与震撼,“若得此柔性石墨,密封难题可望迎刃而解!这莱阳南墅之矿,实乃天助大明!”
崇祯点点头,神色严肃地叮嘱:“此事亦需保密。朕会立即下令,将南墅石墨矿区划为官矿,由工部直接管辖,派可靠之人及影卫看守开采。”
“所有矿石开采、运输、加工,皆需在严密监控下进行。”
“你组建的研发团队中,需分出一组精干人手,专门负责根据朕所说的工艺,试验这柔性石墨的制法。”
“此乃与蒸汽机本体研发同等重要之事!”
“臣明白!”宋应星激动地应下,“材料乃工技之本!有了陛下指引的明路,臣必尽快试制出合格的柔性石墨,绝不让此环节拖累蒸汽机大计!”
这样一来,蒸汽机的研发路径变得异常清晰,一边由宋应星主导核心机械结构的设计与铸造,另一边同步启动关键密封材料——柔性石墨的采矿与加工技术攻关。
两条线并进,极大地增加了一年内成功的可能性。
崇祯的这一指示,再次展现了其知识的“深不可测”。
在宋应星看来,皇帝不仅胸怀宏图大略,更对实现这宏图所需的微观技术细节了如指掌。
这种“上帝视角”般的指导,让宋应星对完成这项看似不可能的任务,充满了前所未有的信心。
他带着更为具体的任务和更加昂扬的斗志离开了启明堂,脑海中已经开始规划如何派人前往莱阳,如何搭建试验性的石墨处理作坊。
大明工业化的火种,不仅点燃了蒸汽机的锅炉,也点燃了新材料革命的引信。
当崇祯皇帝详细阐述了柔性石墨的制备方法,并将其重要性提升到与蒸汽机研发同等高度后,他看到宋应星眼中除了震撼与敬佩,还有一丝对未知工艺的凝重思考。
为了进一步化解臣子的压力,并将这跨越时代的知识转化为更直观、更易理解的利益,崇祯的语气忽然变得轻松了一些,他走到书案前,拿起一支常见的毛笔,在指尖转了转。
“宋爱卿,可知朕为何对此石墨如此上心?”
崇祯微微一笑,自问自答,“除了那蒸汽机的密封,此物还有一桩立竿见影的好处,可惠及天下读书人,更能为朝廷开辟一项小小的财源。”
宋应星注意力高度集中:“请陛下示下。”
崇祯取过一张纸,用毛笔勾勒出一个小棍子的形状:“你看,那膨胀石墨压制成薄片后,取其一部分,混合适量的粘土(调节硬度和颜色),放入窑中烧制,便可得到质地均匀、能书写作画的笔芯。”
接着,他又在旁边画了两片木头,中间刨出凹槽:“再取质地松软、易于切削的木料,如椴木,制成这般形状,将笔芯夹于中间粘合,略加修整,便可得一种全新的书写工具——朕称之为铅笔。”
崇祯放下笔,看着宋应星:“此物有何好处?第一,无需研磨,提笔即书,便捷无比,尤利于速记、演算、绘图。”
“第二,写错可用橡皮(一种南洋橡胶,朕已命人寻来)擦拭修改,节约纸张。”
“第三,造价低廉,若能规模化生产,可使寒门学子亦能轻松获得书写之具。”
“第四,此物可大量生产,不仅内销,亦可由日月集团贩售至海外,获利充实内帑,反哺蒸汽机等研发。”
宋应星是何等聪明之人,立刻明白了皇帝的深意!
这不仅仅是在说一种新笔,而是在为一门全新的、基于石墨的产业铺路!
明修栈道,暗度陈仓,大规模开采石墨矿、建立加工作坊,若只为了神秘的“蒸汽机”项目,难免引人猜疑。
但若同时推出“铅笔”这种惠及文人、有利可图的商品,则一切顺理成章。
开采石墨是为了制作利国利民的铅笔,天经地义,可以有效掩盖其最高机密的军事和工业用途。
以战养战,循环造血, 蒸汽机研发耗资巨大,铅笔产业一旦形成,不仅能自负盈亏,还能创造利润,为更宏大的计划提供持续的资金支持,减少对内帑的直接依赖。
培养工匠,积累经验,铅笔的生产(特别是笔芯的制备、混合、烧结)本身就是对石墨材料特性进行探索和熟练的过程。
这批工匠和经验,未来可以无缝对接到蒸汽机密封件等更高要求的生产线上。
普惠民生,收取民心, 一件小小的文具,却能给天下读书人和普通账房带来巨大便利,这本身就是一项德政,能提升皇帝和新朝的声誉。
“陛下圣虑深远,臣叹服!”
宋应星由衷说道,“以铅笔之名行石墨开发之实,一举数得!”
“臣可专门设立一‘文房司’或附属工坊,明面上专司铅笔制作,暗地里则为蒸汽机项目研制所需的柔性石墨密封材料。”
“如此,人员、物料往来皆可掩人耳目!”
“正是此意!”崇祯赞许地点头,“凡事需有名正言顺之由。
铅笔,便是石墨矿和初期加工最好的‘正名’。
爱卿可放手去做,先从铅笔做起,让工匠们熟悉石墨特性,待工艺成熟,柔性石墨的研制便水到渠成。
记住,铅笔是面子,柔性石墨是里子;铅笔是近利,蒸汽机是远谋。二者相辅相成,不可偏废。”
“臣,谨记陛下教诲!定当办好铅笔之事,并以此为契机,全力攻克柔性石墨制备难关,绝不辜负陛下信任!”
宋应星此刻心中豁然开朗,皇帝不仅指明了方向,连路径和掩护都设计得如此精妙。
他仿佛已经看到,来自莱阳南墅的石墨,即将一方面化作千万学子手中的铅笔,书写文章;另一方面,则成为未来蒸汽巨兽心脏中不可或缺的密封之魂,驱动时代。
这项看似不起眼的“制作铅笔”的任务,由此成为覆盖在宏伟工业蓝图之上的一层巧妙而实用的伪装,也是将先进知识转化为现实生产力的关键一步。
启明堂内的战略布局,因此而更加缜密和深远。