中国粉体网讯 就在昨天，当很多人都在忙碌于即将到来的双11淘宝购物节时，一个好消息传来！
我国自主研发的载人潜水器“奋斗者”号在马里亚纳海沟成功下潜突破1万米，坐底深度10909米！
（图片来源于央视新闻）
全海深载人潜水器——“奋斗者”号是国家“十三五”重点研发计划“深海关键技术与装备”专项支持的深海重大科技装备。全海深载人潜水器项目2016年立项，由中国船舶集团有限公司旗下第七〇二研究所“蛟龙”号、“深海勇士”号载人潜水器的研发力量为主的科研团队承担。中国“奋斗者”号载人潜水器，融合了之前两代深潜装备的优良血统，不仅采用了安全稳定、动力强劲的能源系统，还拥有更加先进的控制系统和定位系统，以及更加耐压的载人球舱和浮力材料。
（图片来源于央视新闻）
深海潜水有多难
在马里亚纳海沟下潜有多难？马里亚纳海沟被称为“地球第四极”，其最深处接近11000米，也就是珠穆朗玛峰顶上再叠加一座西岳华山的海拔高度。这里完全黑暗、水压高、温度低、含氧量低，因此成为地球上环境最恶劣的区域之一，“奋斗者”号载人舱在深达10000多米的马里亚纳海沟承受水压超过110兆帕，相当于2000头非洲象踩在一个人的背上。
关键技术及材料
为了保证载客量，载人舱要足够大，而为了减轻潜水器的负担，球舱又不能太重。为了承受万米海压，做成又大又轻又坚固的载人舱至关重要。国产新型钛合金材料就是解决这一问题的关键。
经过多年的不断优化和上千次的测试，中国自主研制的新型钛合金终于问世。强度高、韧性好，可以容纳最多3名乘客安全地在海底进行科考任务。现在，“奋斗者”号终于可以顶住巨大的海底压力，安全载人潜入万米深海。
同时，每次下潜作业，“奋斗者”号要工作10小时左右。深海高压下，如何避免奋斗者号的锂电池因温度过高引发的自燃隐患？“奋斗者”号的锂电池，和普通的电池不同，它的内部充满了油。“奋斗者”号的上百块单体锂电池为若干组排列，模块之间的间隙中充满了油。当某个电池的温度升高时，热量会先传递给周围的油，然后油再通过电池箱体将热量传递给外部的海水，来缓解电池发热的状况。
当潜水器完成工作，准备返航时，它是如何扛住压力，返回海面的呢？这时，潜水器外层的浮力材料就开始发挥作用了。
浮力材料是成千上万个纳米级大小的玻璃微珠，他们不仅能为潜水器提供足够的浮力，自身也非常结实，经得起海底水压的考验。有了它们，潜水器才能一次次安全地返回水面。
载人舱作为全海深载人潜水器的核心构件，是人类进入万米深海的硬件保障，标志着一个国家的载人深潜技术达到顶尖水平。载人舱建造是世界上压力容器设计和制造的难题，除了上面的几项技术外，还有超大厚度板材制备、半球整体冲压、大厚度钛合金电子束焊接等关键技术。除了科研院所，一些企业也积极地参与潜水器的制造之中，如湖南顶立科技与中船重工725所通过技术攻关，多次试验，成功研制出真空电子束焊接预热装置系统，为电子束真空焊接工艺提供最佳焊前准备和焊接环境。
思考：有哪些陶瓷材料能运用到海洋事业中去
在10.29日由中国粉体网主办的新型陶瓷论坛上，有位专家曾提到，探索太空很难，而探索海洋比探索太空更难！
作为一种新材料，先进陶瓷在海洋事业中又有怎样的应用呢？
1、陶瓷浮力材料
进入21世纪以来，各国对深海探测和开发逐渐变得更为重视，而深海探测与开发离不开深潜装备的发展，深海浮力材料是深潜装备所需的一类关键材料。比如氮化硅(Si3N4)就是一类综合性能十分优异的结构陶瓷材料，已在工业、国防及航空航天等多个领域得到广泛的使用。Si3N4陶瓷空心浮力球的静水抗压强度高，球体密度低(可提供的浮力大)，且在海水环境下十分稳定，是一种性能优异的深海浮力材料。
2009年，美国伍兹霍尔海洋研究所研制的“海神号”11000米级无人深潜器首次使用了陶瓷空心浮力球及陶瓷耐压罐（仪器封装容器），比重≦0.9g/cm3，并成功地下潜至马里亚纳海沟底部，对于结构陶瓷在深海浮力材料及耐压外壳上的实际应用迈出了第一步，这种探索将极大地推进结构陶瓷在深潜系统上大量应用的可能。
2、透明陶瓷材料
在深海领域基本没有光线，潜水员面对的是一片漆黑的世界，这时就需要特殊的照明设备及拍摄设备。同时，由于深海区域工作环境恶劣，时刻面临超高的压力，而很多透明材料不像透明陶瓷那样同时具备优良的光学性能及力学性能。所以，透明陶瓷不仅在航空航天、军事方面有所应用，在深海探索领域同样会得到重视。
加拿大导演卡梅隆就曾乘坐着“深海挑战者”号，成功挑战了马里亚纳海沟
深海摄像机样机
3、深海装备用高强度结构陶瓷材料
深海装备在服役过程中需要抵抗海水及应力腐蚀，承受载荷对结构的考验及深海环境的高压强，这对材料的综合性能提出了巨大挑战。以氧化铝为代表的高强结构度陶瓷材料具有耐腐蚀、质量轻、高强度等特点，在深海装备应用中具有巨大潜力。
4、关键部件用陶瓷涂层
目前现有的防护技术仍难以满足海洋环境下10年以上的长效防护要求，有机涂层，热喷涂涂层等都已广泛应用于海洋工程装备的防护，但在传统的制备技术下，涂层的潜在性能基本已挖掘殆尽，很难有大幅度提升，如果在这些涂料中加入陶瓷粉体（如：纳米SiC）后，涂层的耐磨性、硬度也得到了显著改善，提高了其在海洋复杂多因素耦合环境下的防护寿命。
5、陶瓷膜在海水淡化中的应用
在浅水领域，海水淡化是近年来比较火的研究方向。由于陶瓷膜具有孔径分布窄，孔隙率高，稳定性高，而且单位膜面积处理量高，产水能力大，可以在海水中长期运行，可以做海水预处理。
参考来源：
[1]何成贵.氮化硅陶瓷空心浮力料的制备及性能研究
[2]周国红.透明陶瓷制备技术及其应用
[3]龚文等.下一代深海装备用高强度陶瓷材料及结构分析
[4]央视新闻.名列“潜”茅！“奋斗者”号如何承受万米深潜重压？
[5]中国涂附磨具网.立方碳化硅粉体特性及其应用
（中国粉体网编辑整理/山川）
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