“蛟龍”號(hào)載人潛水器2月28日在西北印度洋開展中國(guó)大洋38航次首次下潛，這也是我國(guó)首次對(duì)西北印度洋開展深潛調(diào)查。
相關(guān)人員表示，本次下潛驗(yàn)證了大洋28航次在該區(qū)域的調(diào)查結(jié)果，對(duì)了解該區(qū)域的硫化物規(guī)模和成礦機(jī)制具有重要意義，在接下來(lái)的潛次中還將進(jìn)一步評(píng)估該區(qū)域的資源潛力、提高相關(guān)科學(xué)研究的認(rèn)識(shí)水平。
據(jù)了解，本次下潛對(duì)潛水器的航行控制、均衡調(diào)節(jié)、水聲通信與定位、取樣作業(yè)等功能進(jìn)行了系統(tǒng)全面測(cè)試，完成了潛水器技術(shù)狀態(tài)確認(rèn)，并開展了實(shí)習(xí)潛航員主駕駛實(shí)艇訓(xùn)練。潛水器按計(jì)劃開展抵近勘查和取樣作業(yè)，共獲取硫化物樣品4塊，共計(jì)4.2公斤;玄武巖1塊，重18.7公斤;短柱狀沉積物插管3管，其中熱液沉積物1管;近底海水16升。本次下潛進(jìn)行了環(huán)境參數(shù)測(cè)量并布放了微生物富集裝置，開展了測(cè)深側(cè)掃微地形測(cè)量，觀察到枕狀玄武巖和灰白色有孔蟲砂，初步估計(jì)了西北印度洋卡爾斯伯格脊臥蠶2號(hào)熱液區(qū)范圍直徑約100米，煙囪體的高度達(dá)10米左右。
大洋38航次分三個(gè)航段，將在西北印度洋、南海、雅浦海溝、馬里亞納海溝開展大洋資源和深海前沿科學(xué)調(diào)查，時(shí)間為124天。這是一個(gè)海上連續(xù)作業(yè)時(shí)間最長(zhǎng)、調(diào)查區(qū)跨度最大的“蛟龍”號(hào)試驗(yàn)性應(yīng)用航次，也是潛次任務(wù)安排最多的一個(gè)航次。
說(shuō)起蛟龍?zhí)柵c粉體，除了鈦合金骨架外，最值得一提的就是蛟龍?zhí)査捎玫墓腆w浮力材料了。固體浮力材料的基體樹脂主要包括環(huán)氧樹脂、聚氨酯、酚醛樹脂等，填充的低密度調(diào)節(jié)劑主要為空心球材料。
固體浮力材料中的密度調(diào)節(jié)劑為空心球材料，主要分為無(wú)機(jī)微球和有機(jī)微球兩類。無(wú)機(jī)空心微球主要有玻璃、Al2O3、SiO2、陶瓷、碳、硼酸鹽、粉煤灰漂珠等;有機(jī)空心微球有環(huán)氧、酚醛、Saran以及可發(fā)性聚苯乙烯球等。
為了保證固體浮力材料能夠耐受深海的高壓，目前用于深海的高強(qiáng)度固體浮力材料是由高性能空心玻璃微珠填充到高強(qiáng)度環(huán)氧樹脂基體中制備的。
空心玻璃微珠是一種新型無(wú)機(jī)非金屬球形粉體材料，外觀為白色或灰白色，內(nèi)含惰性氣體，密度一般為0.1~0.7g/cm3，由直徑10-200μm及其以上的球形薄壁(0.5-2.0μm )玻璃微粒組成。具有重量輕，體積大，導(dǎo)熱系數(shù)低，抗壓強(qiáng)度高，分散性、流動(dòng)性、穩(wěn)定性好的特點(diǎn)，還具有低吸油、絕緣、自潤(rùn)滑、隔音、不吸水、耐火、耐腐蝕、防輻射、無(wú)毒等一些普通填充材料不具備的優(yōu)異性能。被譽(yù)為“空間時(shí)代材料”。
目前應(yīng)用于工業(yè)化生產(chǎn)空心玻璃微珠的技術(shù)主要有固相粉末法、液相霧化法和新型軟化學(xué)法。
固相粉末法是將玻璃粉末與發(fā)泡劑混合均勻后經(jīng)過(guò)高溫處理，使玻璃粉末軟化并膨脹發(fā)泡得到空心玻璃微珠。
液相霧化法是將溶液在霧化器中霧化，高溫下水分蒸發(fā)使霧滴發(fā)泡形成空心泡狀結(jié)構(gòu)，泡壁干燥后形成空心玻璃微珠。
固相粉末法為粉體的固相反應(yīng)，存在原材料粉體顆粒分布不均的問(wèn)題，導(dǎo)致發(fā)泡不均勻使得產(chǎn)率極低。液相霧化法則可以使產(chǎn)品組分均一，但由于缺少高溫玻璃化反應(yīng)，使得產(chǎn)品的強(qiáng)度和耐水性較差。
軟化學(xué)法結(jié)合了固相粉末法和液相霧化法的優(yōu)點(diǎn)，其核心是利用漿液體系經(jīng)噴霧干燥制備前驅(qū)體，然后經(jīng)過(guò)噴燒使前驅(qū)體發(fā)泡形成中空微球，該工藝可以方便地調(diào)整組分來(lái)制備不同性能的空心玻璃微珠。
質(zhì)量?jī)?yōu)異的空心玻璃微珠有均一的顯微形貌，質(zhì)量輕，表面光滑，球形度高，強(qiáng)度高。在深海探測(cè)、航空航天等方面具有重要的應(yīng)用前景。空心玻璃微珠在浮力材料中的體積含量高達(dá)60%-70%，是關(guān)鍵材料之一，直接影響著浮力材料的最終性能。
