发布时间:2023-07-25 16:03:00
深潜器耐压壳体材料介绍
深潜器 (又称为潜水器)是深海探测、开发***的装备。目前水下常用深潜器耐压壳体(又称水下耐压舱/密封舱)材质分别有:铝合金耐压舱,不锈钢耐压舱、钛合金耐压舱、陶瓷耐压舱,还有现在新型复合材料碳纤维耐压舱。
当耐压舱体使用深度较小并且使用周期不超过6个月时,低密度、低成本铝合金具有一定应用优势。反之,当使用周期较长、深度较大时,具有更高比强度及耐腐蚀性能的钛合金及新型复合材料碳纤维耐压舱成为;
钛合金的密度一般在4.51g/立方厘米左右,仅为钢的60% 钛合金具有较高的比强度和优异的耐腐蚀性能,被称为”海洋金属”,是海洋工程制造领域理想的结构材料。
轻质复合材料碳纤维材料密度低,重量轻,碳纤维的密度一般是1.6-2.1g/cm,通过定向缠绕高强度、高刚度纤维,连续纤维增强复合材料可以实现高比强度和高比模量,大幅度降低结构重量。其中,树脂基和钛基纤维增强复合材料因同时具有优异的耐腐蚀性能,初步展示出在深海工程领域的应用潜力。目前纤维增强树脂基复合材料已成为深海轻量化耐压舱体的候选材料之一。2002年,美国千米级潜水器”Deep Flight I”号采用玻璃纤维/环氧树脂复合材料制备了耐压壳体。中国科学院沈阳自动化研究所研制的“海翼”号滑翔机主耐压壳体采用了碳纤维增强树脂基复合材料。
与航空航天装备类似,深潜器对结构减重的需求是永恒的。减重带来的效益***,可增大海洋探测装备的航行灵活度、增大下潜深度、减少浮力材料用量、降低能源消耗、提升装备作业周期,为此高强度钦合金、轻量化复合材料壳体具有***的技术优势。