固體浮力材料概述隨著陸地資源的日漸短缺，海洋開發(fā)的熱潮逐步興起，人類對海洋生物、海洋環(huán)境及海洋資源的探索活動日益頻繁，利用載人或無人潛水設備在深海中進行觀察、攝影、探測、開采、水下作業(yè)等。

    然而，海洋探索也面臨著巨大的困難：隨下潛深度的增加，所承受的壓力也不斷增大，且海底能見度很低，環(huán)境惡劣，設備很難在這種條件下完成沉船打榜、光纜鋪設、資源勘探等作業(yè)。固體浮力材料能為深海水下作業(yè)提供盡可能大的凈浮力，在水下起到浮力補償?shù)淖饔茫巧詈ｉ_發(fā)裝置的重要配重材料。傳統(tǒng)的浮力材料一般由低密度油、氨、硅油等液體浮筒、泡沫塑料、泡沫鋁、木材、聚烯烴材料等制成。封裝的液體浮桶易漏，容易污染海域，泡沫塑料、泡沫鋁和木材的模量、強度較小，不能滿足深海下使用。為了解決深潛拖體、深潛器和水下機器人等的耐壓性、結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性以及提供足夠的靜浮力，人們開始研制低密度、高強度固體浮力材料以替代傳統(tǒng)浮力材料。

    固體浮力材料分類

    固體浮力材料是一種以環(huán)氧樹脂等高強度樹脂為基體，以氣體空穴為浮力調(diào)節(jié)介質(zhì)制備的的低密度、高強度、高模量復合材料。根據(jù)氣體空穴種類的不同，固體浮力材料可以分為三大類：化學發(fā)泡浮力材料、純復合泡沫浮力材料和合成復合泡沫浮力材料。化學發(fā)泡浮力材料是利用化學發(fā)泡法制備的泡沫復合材料；純復合泡沫浮力材料是由空心玻璃微球混雜在樹脂中，固化成型得到的扶梯浮力材料。合成復合泡沫浮力材料是由復合泡沫與低密度填料組合改性而成。不同材料的由于自身特性的不同，適用的水深不同。其中化學發(fā)泡浮力材料主要應用于淺水區(qū)域，合成復合泡沫浮力材料主要應用于水下4000m以內(nèi)的區(qū)域，純復合泡沫浮力材料可應用于全海深。

    固體浮力材料最新研究進展

    輕質(zhì)高強固體浮力材料作為現(xiàn)代深潛技術的重要組成部分之一，先進的核心工藝主要在美國、俄羅斯、日本等國家掌握。相對與國外，我國固體浮力材料的研發(fā)起步較晚，開發(fā)周期短，技術積累相對不足，但是響應國家針對海洋的發(fā)展戰(zhàn)略，我國近年來在固體浮力材料領域已經(jīng)取得了部分進展。

    眾所周知，在海洋環(huán)境中，隨著下潛深度的不斷加大，海水的密度和溫度等并非均勻穩(wěn)定，其隨著下潛深度的增加而不斷變化，同時隨著深度的增加，浮力材料受到的壓力不斷增大，以10000m水深為例，浮力材料承受水壓為100MPa，相當于在一平方米的面積上放置一萬噸的重物。在這樣的靜水壓載荷下，要確保浮力材料的安全性至關重要。

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責任編輯：王元

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