Havet, et stort vidde som dekker mer enn to-tredjedeler av jordens overflate, er en av grensene for menneskelig utforskning. Trykket i dyphavet er enormt; for hver 10 meter økning i dybden, øker trykket med én atmosfære. På de dypeste punktene, over 10 000 meter, når det hydrostatiske trykket over 110 megapascal-tilsvarer mer enn ett tonn vekt som bæres per kvadratcentimeter.
I slike ekstreme fysiske miljøer er skallmaterialet til ethvert utstyr ikke bare en strukturell barriere, men også en livline som avgjør suksessen eller fiaskoen til oppdraget og personellets sikkerhet. Derfor må trykkbestandige strukturelle materialer samtidig ha ekstremt høy styrke for å motstå deformasjon, utmerket seighet for å forhindre sprø brudd, enestående korrosjonsmotstand for å takle komplekse kjemiske og biologiske miljøer, og lavest mulig tetthet for å oppnå effektiv oppdriftskontroll og energiøkonomi.
Materialet for trykkskroget til dyp{0}}havsutstyr er et av nøkkelområdene for forskning og utvikling. Med den globale dyphavsøkonomien som forventes å overstige én trillion dollar innen 2025, er titanlegeringer (tradisjonelle metalliske materialer) og komposittmaterialer (ikke-metalliske materialer) de to viktigste materialsystemene, og deres utvikling påvirker dybden og bredden av menneskelig utforskning og utnyttelse av dyphavet.
01. Titanlegering
Titanlegeringer har vært «gullstandarden» for dyp-vannutstyr siden midten av det 20. århundre. Fordelene deres kommer fra materialets iboende egenskaper:
A. Spesifikk styrke og spesifikk stivhet
B. Korrosjonsbestandighet
C. Utmerket seighet
02. Komposittmaterialer
Hvis fordelene med titanlegeringer er forankret i deres materielle natur, stoler komposittmaterialer på oppfinnsomheten til menneskelig design. Det er ikke et enkelt materiale, men snarere et materialsystem designet på forespørsel, representert av karbonfiberforsterket epoksyharpiks.
Hemmeligheten bak dyp-kompositttrykkskrog ligger i strukturen på flere-nivåer som etterligner naturen og funksjonelt stratifiserer lag.
Dette "designede materialet" gir enestående fordeler:
A. Ekstremt høy spesifikk styrke og spesifikk modul: den spesifikke styrken til karbonfibre med høy-modul av T800-kvalitet og høyere kan nå 2-3 ganger høyere enn titanlegeringer. Dette betyr at samtidig som man oppnår samme trykkstyrke, kan vekten av komposittskallet reduseres betraktelig, og derved forbedre utholdenheten og manøvrerbarheten til nedsenkbar båt. (Spesifikk modul er forholdet mellom et materiales elastisitetsmodul og dets tetthet, brukt til å måle et materiales bæreevne.)
B. Utmerket tretthetsmotstand: Under vekslende trykkbelastninger er sprekkforplantningsbanen i komposittmaterialer mer kronglete enn i metaller (den må omgå mange fiber-matrisegrensesnitt), og slitetiden er vanligvis mye lengre enn for metalliske materialer.
C. Utmerket designfrihet: Ved å endre fiberoppleggssekvensen, vinkelen og lokal fortykkelse kan "topologioptimalisering" av strukturen oppnås, noe som muliggjør målrettet forsterkning i spenningskonsentrasjonsområder og vektreduksjon i områder med lav-spenning, og dermed maksimere effektiviteten av materialfordelingen.
Som konklusjon, i den faktiske ingeniørdesignen av dyp-utstyr, er materialvalg på ingen måte et enkelt spørsmål om "hvilken er sterkere", men krever en omfattende beslutning som tar hensyn til faktorer som krav til dykkedybde, bruksscenarier, kostnadskontroll og produksjonsprosesser.
I fremtiden vil utviklingen og bruken av-nye materialer med høy ytelse for dyp-applikasjoner forbli et hovedfokus for marin vitenskap og teknologi.
Baoji Reliab Metal Materials Co.,Ltd
Mobil: 0086 13092900605
Salgsavdeling 1: WhatsApp +8613092900605 (Mr.Gary)
Salgsavdeling 2: +8613092913521(Mrs. Sophia)
Adresse: No.35 Baoti Rd, Weibin District, Baoji, Kina
