深海固体浮力材料挤出成型工艺及性能

借鉴陶瓷坯体挤出成型工艺,提出了固体浮力材料挤出成型方法,优化了固体浮力材料挤出成型工艺参数.以环氧树脂为基体,空心玻璃微珠(HGMS)为填充材料,采用挤出成型自由固化方法制备高HGMS含量的固体浮力材料,并对其性能进行了研究.结果 表明:挤出成型自由固化方法适用于HGMS体积分数为66％～68％固体浮力材料的制备.工...     

环氧树脂基固体浮力材料的研制及表征

采用空心玻璃微珠填充环氧树脂研制固体浮力材料。间苯二胺 (MPD)、顺丁烯二酸酐 (MA)、二氨基二苯砜(DDS)及 593四种固化剂对比研究表明,MPD和DDS环氧树脂固化体系轴向压缩强度可达 210MPa。γ 氨丙基三乙氧基硅烷(KH—550)偶联剂在无机玻璃微珠与有机环氧树脂的复合过程中,可增加环氧树脂与微珠之间的亲合,电镜照片观察到微珠与环氧树脂间无界面沟隙,粘结界面均匀。空心玻璃微珠质量填充量为 25%时,复合材料密度降低至 0. 61g/cm3,轴向压缩强度仍能保持在 40MPa以上。     

国内空心玻璃微珠/环氧树脂基固体浮力材料研究进展

从提高压缩强度、降低吸水率、降低密度三个方面对国内空心玻璃微珠/环氧树脂基固体浮力材料的研究进展进行综述,并对空心玻璃微珠/环氧树脂基固体浮力材料的未来发展方向进行了展望。     

环氧树脂/空心玻璃微珠复合浮力材料制备及性能

采用硅烷偶联剂KH–550改性空心玻璃微珠(S38HS),并通过旋转脱泡–浇注–模压成型法制备了环氧树脂/空心玻璃微珠复合浮力材料。研究了空心玻璃微珠表面处理、体积分数对复合浮力材料压缩强度和密度的影响。结果表明,表面处理有利于改善环氧树脂和空心玻璃微珠之间的界面,从而提高复合浮力材料的压缩强度。添加高体积分数的空心玻璃微珠有利于降低复合浮力材料的密度,而材料的压缩强度随着空心玻璃微珠体积分数的增加而降低,应该综合考虑空心玻璃微微珠的含量,以获取所需的密度和压缩强度。当空心玻璃微珠体积分数为60%时,复合浮力材料的压缩强度和密度分别为61.41 MPa和0.66 g/cm³。     

无机非金属固体浮力材料的研制

以偏高岭土、矿渣与钠水玻璃反应生成的地聚物为基体材料,通过填充大量空心玻璃微珠制备了密度低、强度高的无机非金属固体浮力材料,研究了反应体系液固比、矿渣加入量、固化温度及时间对材料密度和抗压强度的影响,并对其吸水性和耐高温性能进行了测试.研究结果表明:当体系液固比为1.5,矿渣加入量为20％,固化温度及时间分别为60℃和24 h时,制得的无机非金属固体浮力材料的综合性能较好,密度和抗压强度分别为0.78 g/cm3和17.0 MPa,且材料具有较低的吸水率及较好的耐高温性能,可达到550℃.     

固体浮力材料的制备工艺及性能

以深海固体浮力材料的完全国产化为目标,利用中科雅丽科技有限公司生产的牌号为H25HS的空心玻璃微珠(HGMs)为核心原材料,采用自主研发的浇注成型、模压成型、带压固化成型、真空捣打成型和等静压成型方法分别制备了HGMs体积分数为60%～75%的环氧树脂(EP)/HGMs复合材料,并对其密度、抗压强度和耐水静压性能进行了综合测试和对比分析。研究结果表明,H25HS体积分数在68%以下时,适合的成型方法是浇注成型,可以获得安全使用深度大于6 000 m,密度不大于0.58 g/cm³的固体浮力材料;H25HS体积分数为68%～70%时,真空捣打成型和等静压成型方法最优,能够获得安全使用深度为2 000～4 000 m,密度0.48～0.52 g/cm³的固体浮力材料。     

固体浮力材料的等静压成型工艺及性能

以脂环族环氧树脂为基体,空心玻璃微珠(HGMS)为填充材料,分别采用真空辅助等静压成型工艺和模压成型工艺制备了固体浮力材料,并对其性能进行了研究。结果表明：相较于模压成型工艺,采用真空辅助等静压成型工艺制备的固体浮力材料可以有效降低材料密度,提高最大可使用深度。在不断提高HGMS体积分数以得到更低密度深海固体浮力材料时,真空辅助等静压成型工艺制备的固体浮力材料比模压成型工艺制备的固体浮力材料的最大HGMS体积分数可提高1%,密度降低了4.86%,最大可使用深度提高了50%,可达3 000 m。     

高强度浮力材料的研制

以高强度液态不饱和聚酯树脂(UPR)为基体,经表面活化处理的空心玻璃微珠为填充剂,经混合、浇注、固化,制得高强度深海浮力材料。介绍了降低浮力材料密度的途径,研究了浮力材料密度与抗静水外压、浮力材料密度与空心微珠填充量的关系以及浮力材料结构对性能的影响。结果表明:空心微珠的填充量越高,浮力材料的密度越低,同时也会降低浮力材料的抗静水外压强度;采用同种空心微珠制备的浮力材料,其密度越高,抗静水外压强度越好;通过对空心微珠的表面活化处理,可以提高浮力材料的抗静水外压强度。     

三相轻质复合泡沫浮力材料的制备及性能研究

采用滚球法制备了二氧化硅气凝胶超细粉体(SAR)强化的厘米级轻质环氧树脂空心球(SAR-EHS),利用真空搅拌-模压成型法将SAR-EHS、空心玻璃微珠(HGMS)与环氧树脂(EP)复合制备了EP/SAR-EHS/HGMS三相复合轻质浮力材料,并对其密度、压缩强度以及微观结构等性能进行了表征。结果表明:SAR-EHS和HGMS能够在EP中混合使用,并使得基体与微球结合更加紧密,极大地减小了浮力材料密度。制备得到的超低密度复合浮力材料的密度≤0.40 g/cm~3,压缩强度为7～15 MPa,适用于深度为700～1 500 m海域内的较大载荷作业。     

空心玻璃微珠种类及加入量对无机非金属固体浮力材料性能的影响

以偏高岭土、钠水玻璃与空心玻璃微珠(HGB)为主要原料制备无机非金属固体浮力材料.研究了四种不同型号HGB对材料密度和抗压强度的影响,以及HGB加入量对材料成型性、密度、孔隙率、抗压强度、吸水性和冲击断面微观形貌的影响,并对材料的耐高温性能进行了测试.研究结果表明:综合考虑不同型号HGB的自身参数及对材料密度和抗压强度的影响,型号为S38HS的微珠效果最佳;随着HGB-S38HS加入量的增加,材料密度和抗压强度逐渐降低,而孔隙率和吸水率逐渐增大;当HGB-S38HS加入量为30％ ～ 35％时,制得的无机非金属固体浮力材料具有相对较低的密度和相对较高的抗压强度,分别为0.82 ～0.90 g/cm3和8.4 ～9.2 MPa,且耐高温性能较好,可达到550℃.     

深海探测用高强轻质浮力材料的研究与发展

介绍了国内外深海探测用高强轻质浮力材料的研究与发展现状,介绍了海洋浮力材料的性能要求及常用材质;对美国Flotec公司以及国家海洋技术中心、海洋化工研究院的浮力材料产品进行了简要说明;对国内深潜技术及浮力材料应用的最新进展情况进行了简要介绍。     

聚氨酯弹性体在固体浮力材料上的应用

固体浮力材料是一种低密度、高强度多孔结构材料。将聚氨酯弹性体喷涂在材料表面作为阻水层使用,能有效降低材料吸水率和体积变形率,对提高固体浮力材料水下使用安全性和可靠性具有重要意义。     

碳纳米管增强固体浮力材料性能研究

采用超声分散和模具浇注成型法制备环氧树脂/多壁碳纳米管/空心玻璃微珠固体浮力材料。研究了碳纳米管用量对固体浮力材料密度、压缩性能及吸水性的影响。结果表明:当空心玻璃微珠体积分数为60%时,随着碳纳米管用量的增加,复合材料的压缩强度先提高后降低;当碳纳米管用量为0.1%时,复合材料的压缩强度最高(44.03 MPa),密度为0.572 g/cm3,吸水率低于1.0%;随着碳纳米管用量的增加,固体浮力材料的压缩强度和密度降低,吸水率提高。     

深潜用固体浮力材料的研究进展

简要介绍了化学泡沫复合材料、微球复合泡沫材料和轻质复合材料三种固体浮力材料及国内外固体浮力材料的技术发展概况。化学泡沫材料由于压缩强度低,应用受到限制;轻质复合材料由于随着浮力材料制备技术的进步,已逐渐被微球复合材料取代;微球复合材料由于填充刚性的空心微球,可以应用于水深超过4000 m或环境较为恶劣的情况。     

热电材料的研究进展

简要介绍了热电材料热电效应的基本原理，综述了热电材料的发展及种类，着重阐述了非氧化物半导体热电材料、氧化物热电材料的研究进展，提出了氧化物热电材料的发展方向。