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【报告】严开祺博士:空心玻璃微珠的制备与应用技术
2020年06月09日 发布 分类:行业要闻 点击量:2957
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随着陆地资源的日益减少人类开始将目光投向海洋中蕴藏着丰富资源,如生物资源、油气资源、固体矿物资源等。但人类对深海的探测能力是有限的,在海洋的深处或许还有很多我们不知道的奥秘。目前人类已知的全世界最深的地方是马里亚纳海沟的最深处,达11034米。在这种深度下,就算是把陆地上的最高峰“珠穆朗玛峰”倒扣下去也探不到底。而想要到达最底部,首先你需要一台性能足够强悍的深潜器。

深潜器 

目前全球共有4艘万米级的深潜器,对于它们来说,在这种深度下往往需要承受多达11000吨/m2的可怕压力,作业难度极大,而固体浮力材料能为深海水下作业提供尽可能大的净浮力,在水下起到浮力补偿的作用,是深潜器的重要配重材料。固体浮力材料一般由低密度调节剂填充到高强度树脂中复合而成,也被称为复合泡沫材料,而这个低密度调节剂,目前最受关注同时也应用得最广的就是空心玻璃微珠

空心玻璃微珠 

空心玻璃微珠

左:光学显微镜透射光图 右:光学显微镜反射光图

(来源:中国科学院理化技术研究所

空心玻璃微珠是直径为数微米到数百微米的中空玻璃薄壁小珠,外观为灰白或者灰色,具有抗压强度高,吸水率小,热收缩系数小,热传导系数小等特点,将它们加入到基体树脂中可有效降低材料密度而不过多降低材料的压缩强度。为获得低密度的浮力材料,空心玻璃微珠的体积添加量往往高达60%~70%,因此为了获得理想的固体浮力材料,就需要有低密度、高强度的空心玻璃微珠。对于想要发展海洋技术的国家来说,这种关键技术必须要自己掌握。

为了打破相关产品被国外垄断的被动局面,中国科学院理化技术研究所研究员宋广智和张敬杰就早在二十多年前就开始进行微米级无机非金属球形粉体的研究。通过多年的努力,他们带领团队共同开发了“软化学”法制备空心玻璃微球的先进制备技术,使我国在该领域拥有了自主知识产权。目前他们所研制出的高性能空心玻璃微球和国产化固体浮力材料,已成功应用于“深海勇士”号载人潜水器和“万泉”号深渊着陆器,开启了国产深潜浮力材料规模应用新局面。而在2020年,由中国研发的万米载人潜水器还将探访马里亚纳海沟的最深处“挑战者深渊”,力求开辟海洋科研的新历史。

我国载人潜艇“深海勇士”海试,最大深潜深度为4534米 

我国载人潜艇“深海勇士”海试,最大深潜深度为4534米

据悉,空心玻璃微珠不仅能用在浮力材料上,还可以用于隔热、隔音、耐高温,耐磨等领域,在国防工业及民用领域也有着广泛的应用,可谓是前景广阔。对于这种“钱”途无限的新材料,在7月2-3日于广州举办的“2020全国二氧化硅材料创新与应用技术交流会”上必须要有它的一席之地!届时,来自中国科学院理化技术研究所微珠材料课题组的严开祺博士将为我们带来题为“空心玻璃微珠的制备与应用技术”的报告,感兴趣的朋友可千万不要错过了哦!

严开祺博士 

严开祺博士

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