人类对深海充满好奇,更想一探究竟。
人类想进入深海探险,困难重重。
人没有鱼鳃,进入水下是无法长时间呼吸。
人在水下,身体更需要承受巨大的水压力,每加深10m,就增加一个大气压。
而地球上最深的马里亚纳海沟海底,产生的海水压力,可以让一个体重80公斤的成年人,感觉就像压上了个人的重量。
虽然,人类深海探险,困难重重。但是,人类不会放弃对大海探险的梦想。
马里亚纳海沟被称为“地球第四极”,水压高、完全黑暗,是地球上环境最恶劣的区域之一,其最深处约米,相当于珠穆朗玛峰叠加华山的海拔高度。
而在“地球第四极”探险,首当其冲的问题就是能不能承受这么大的海水压力。缺少好的潜水器,那是事倍功半。俗话说得好:工欲善其事,必先利其器;中国“奋斗者”号潜水器想要进入超过万米的深海科考,就必须做好潜水器的承压外壳。
根据以往“蛟龙”号、“深海勇士”号的经验,潜水器的外壳材料主要使用Ti64材料(就是钛合金材料)。这种钛合金有什么神奇的呢?
钛合金具有较高的强度,其抗拉强度~MPa,密度一般在4.5g/cm3左右,仅为钢的60%左右。其强度远远高于其它金属,因此钛合金的比强度(强度/密度)远大于其它金属结构材料,位于金属之首。可制出单位强度高、刚性好、质轻的零部件。
钛的比重仅是铁的1/2,却像铜一样经得起锤击和拉延。在超低温世界里,钛会变得更为坚硬,并有超导体的性能,钢则变得脆弱无能。
钛有很强的耐酸碱腐蚀能力,在海水中浸5年不锈蚀,钢铁在海水中则会腐蚀变质。用钛合金为船只制造外壳,海水无法腐蚀它。一般用钢铁制作的潜艇,在超过米就容易被水压压坏。
所以用钛合金制作深海潜水器的外壳是再合适不过的了。
但是,Ti64材料强度、韧性等指标无法达到万米海深极端压力条件下载人舱的目标尺寸和厚度要求。
于是,中国科学院金属研究所进过三年的研发,发明了Ti62A钛合金新材料,这种材料具有良好热加工成形和焊接成形性能。这种材料韧性和可焊性与Ti64合金相当,但强度更大。
钛合金团队还攻克了载人舱材料、成形、焊接等一系列关键技术瓶颈,制作出中国“奋斗者”号的外壳。
年10月10日起,中国“奋斗者”号赴马里亚纳海沟开展万米海试。
中国“奋斗者”号潜水器是此次探险的重中之重,潜水器成功完成13次下潜,其中8次突破万米。11月10日8时12分,“奋斗者”号创造了米的中国载人深潜新纪录,中国的钛合金材料研究上升到一个新水平。
28日8时30分许,创造了米中国载人深潜新纪录的“奋斗者”号完好无损,完成第二阶段海试,胜利返航。中国载人深潜新纪录的创造是离不开中国新材料做出的贡献。
相信人类探索海洋,中国能做的更多,为人类发展做出浓墨重彩的贡献。