深潜用空心玻璃微珠和固体浮力材料的研制及其研究现状_潘顺龙.pdf

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1、第28卷第4期热带海洋学报Vol.28，No.42009年7月JOURNALOFTROPICALOCEANOGRAPHYJuly，2009深潜用空心玻璃微珠和固体浮力材料的研制及其研究现状潘顺龙，张敬杰，宋广智（中国科学院理化技术研究所，北京，100190）摘要：高强度固体浮力材料是现代深潜技术的重要组成部分之一，对保证潜器浮力、增大潜器有效载荷有着重要作用。本文以其关键原料———空心玻璃微珠的介绍为基础，论述了浮力材料的研究进展，并介绍了本实验室在空心玻璃微珠及其固体浮力材料制备方面的研究工作。本实验室制备的空心玻璃微珠的密度已低至0．

2、21g·cm－3，其在12MPa下的破碎率为40．6％；浮力材料密度为0．52g·cm－3时，其压缩强度可达到40MPa。关键词：空心玻璃微珠；固体浮力材料；复合泡沫中图分类号：P715.5文献标识码：A文章编号：1009-5470（2009）04-0017-05Researchprogressofhollowglassmicrosphereandsolidbuoyantmaterialfordeep-seaapplicationPANShun-long，ZHANGJing-jie，SONGGuang-zhi（TechnicalInsti

3、tuteofChemistryandPhysics，ChineseAcademyofScience，Beijing100190，China）Abstract：Highstrengthsolidbuoyantmaterial（SBM）isanimportantcomponentofmodernsubmersibletechnology．HollowglassmicrosphereisoneofthekeymaterialsforpreparingSBM．Inthispaper，theauthorsfirstreviewhollowglass

4、microsphereandSBM．Then，theresearchoftheauthorsonhollowglassmicrosphereandSBMarealso－3introduced．Whenthedensityofthehollowglassmicrospherepreparedbythegroupisaslowas0．21g·cm，the－3brokenparticleratioat12MPaofthemicrosphereis40．6％．WhenthedensityofSBMis0．52g·cm，itscompressive

5、strengthreaches40MPa．Keyword：hollowglassmicrosphere；solidbuoyantmaterial；syntacticfoam海洋是资源和能源的宝库，尤其是深海领域。恶化，所以对深潜用固体浮力材料性能的要求急剧在海洋深处，蕴藏着丰富的大洋多金属结核矿、石加大，尤其是在耐压强度方面。通常，泡沫材料耐油、天然气、热液硫化物、天然气水合物及深海生压强度的提高往往造成密度的增大。但对浮力材料物基因资源等。在陆地资源日益枯竭的情形下，向而言，密度是一个非常重要的性能指标，它直接影海洋开发已成必然趋势。目

6、前，深海勘探、开发主响到材料的浮力，即有效载荷能力。密度的增大意要以深潜技术为基础，利用潜器、水下机器人等在味着浮力的降低，增大过多甚至会丧失浮力。因深海进行观察、测量、取样、安装必要的仪器设此，先进固体浮力材料应该既轻且强，即在保持密施、进行水下作业。高强度固体浮力材料是现代深度较低的情况下，大幅提高耐压强度。先进固体浮潜技术的重要组成部分之一，对保证潜器浮力，增力材料制备技术，目前主要为美国、俄罗斯等国掌大潜器有效载荷，减少其外型尺寸，具有重要的作握，其材料密度一般可在0．4—0．6g·cm－3，耐压强用。度则在40—100MPa。我

7、国虽然在该领域已开展相随着潜水深度增加，压力急剧增大、环境条件关研究多年，但深潜用固体浮力材料性能还较差收稿日期：2008-09-08；修订日期：2008-11-28。卢冰编辑基金项目：国家863计划资助课题（2006AA09Z209）作者简介：潘顺龙（1976—），男，贵州省六盘水市人，助理研究员，博士，主要从事无机及其复合材料研究。E-mail：psl7699＠ya-hoo．com．cn18热带海洋学报第28卷－3以上），严重依赖进口。造（密度一般在0．6g·cm1．2空心玻璃微珠的特点成这种落后局面的因素有很多，其核心原料———高作

8、为轻质增强填料，用于制备复合材料是空心性能空心玻璃微珠的缺乏就是关键因素之一。玻璃微珠目前最重要的用途。其独到之处如下。由于对强度要求较高，所以深潜用固体浮力材1）空心玻璃微珠为空心结构，密度