我国极地科考迈出的具有关键意义的一步,已从一艘用于破冰作业的船的甲板,延伸至实验室当中进行模拟工作的平台,而这一情况的背后,是材料科学取得的突破,以及形成的系统性布局 。
“雪龙2”号的特殊“外衣”
雪龙2号破冰船执行极地任务期间,其船体长时间承受浮冰撞击以及极寒的考验 ,传统涂层容易出现开裂剥落的情况 ,进而影响船舶安全以及使用寿命 。鉴于这种状况 ,科研团队专门研发了一种新型复合涂层 ,用来应对这一挑战 。
这种涂层,有着出色的耐磨性,还能够耐受零下数十摄氏度的低温,在低温下保持弹性,不会脆裂。它成功应用了,这标志着我国在极地船舶防护材料领域,达成了自主化供给,减少了对外部技术的依赖。
实海考核的严峻验证
任何实验室得出的数据,都必须要经过真实状况下环境的检验。雪龙 2 号在极地进行的每一回破冰航行,全都是针对船上新材料的现场考核。涂层需要承受冰层摩擦、海水侵蚀以及温差剧变这几种情况综合起来的作用。
极地现场所给出的反馈,以及检测得出的数据,为用以进一步优化的材料提供了最为直接的依据 。这样一种有着“实践 - 反馈 - 改进”特点的处于环形状态的验证模式,极大地加快了由材料走向成熟以及应用的进程 。
突破“低温脆性”瓶颈
诸多材料于常温之时性能颇具良好态势,然而一旦踏入极寒环境便会出现变脆且失效的状况,这样的一种现象被称作低温脆性,它属于制约极地装备发展的核心材料难题当中的一个 。
科研人员借助将材料成分予以调整,以及对微观结构加以改变的方式,成功地研制出了一系列低温韧性材料,这些材料于零下70摄氏度的环境当中,依旧能够维持必要的强度和韧性,此为装备的可靠运行奠定了基础。
从“破冰”到“防冰”的双重防护
在极地那种环境里面,船体不但得将冰层给破开,而且还得防止自身结冰变得太厚。所以呢,涂层技术也就分化成了两个方向:一个是增强表面硬度用来抵抗磨损作用的破冰涂层,另一个是能降低冰层附着力的防冰涂层。
存在着这样一种情况,破冰涂层所着重关注的是对来自外部的机械损伤予以抵御,而防冰涂层所努力达成的目标是减少冰的积聚,进而降低航行过程中的阻力以及能耗。当这两者相互结合起来的时候,便能够为船舶给予从抵抗伤害一直到提高能源利用效率的全方位的保护 。
实验室里的“微型极地”
若完全凭借实船展开测试,成本会十分高昂,并且周期定会漫长。鉴于此缘由,科研机构构建起了极地低温环境那种模拟实验平台。这个平台能够去复现低温这种状况,还有强风这种情况,冻雨的态势一并能够处理以及可发生着紫外辐射这类多种极地典型环境因素的呈现。
于这个可控的条件下的“微型极地”里呀,科研工作者能够以高效且系统的状态,针对各类材料展开加速老化以及性能测试,把材料研发这个进程还有与之相关的验证周期显著地缩短了,进而降低了创新所需要付出的涉及时间方面跟资金方面的成本呢。
构建协同创新体系
有关极地科技的事宜,涉及大量的多学科相互交叉的情况,并非是单个的机构能够独立去完成的。而于国内相关领域里的重点实验室,以及高校,还有学会,既然已经联合到了一起,那么便形成了产学研一同协同攻关的联盟 。
这一体系将基础研究、技术开发、工程应用以及标准制定等环节予以整合,其目的在于,系统性地提高我国极地装备材料的研发能力,以此来保证,在未来的极地开发之中,掌握核心技术自主权 。
展望未来极地科考以及资源开发所呈现的那般广阔前景,您觉得除去船舶材料之外,还有哪些处于关键地位的技术领域迫切需要达成突破呢?欢迎给予分享您拥有的见解。


