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浮力材料是深海潜行器、水下机器人等海洋探测装备的重要部分,随着海洋探测领域的发展,浮力材料各方面性能也得到了很大的提升。固体浮力材料是一种由空心玻璃微珠填充树脂得到的复合泡沫材料,是当前浮力材料研究的重点方向。本文通过优化树脂配方,筛选高性能空心玻璃微珠K46作为填充性相,选用短切碳纤维作为增强相,制备得到密度在0.60g/cm~3-0.70g/cm~3之间,抗压强度范围为65.11MPa-68.87MPa,吸水率为0.63%-0.81%,吸水后强度保有率为97.1%-98.3%的轻质耐压复合材料。针对树脂体系,本文利用DSC曲线分析得到环氧树脂最佳固化制度为50℃/2h+100℃/2h+140℃/2h。通过环氧树脂力学性能、粘度、玻璃化转变温度的研究确定环氧树脂稀释剂的最佳质量含量为5%,此时环氧树脂的综合性能最佳,拉伸强度、弯曲强度、压缩强度以及玻璃化转变温度分别为46.10MPa、125.51MPa、99.65MPa、104℃。对微珠表面处理、微珠种类以及微珠体积填充量对复合材料综合性能的影响研究发现:微珠表面处理能够明显提高微珠在树脂中的浸润性,从而增加其复合材料的抗压强度。密度相同的微珠/环氧树脂复合材料,K46复合材料的抗压强度最大。随着微珠体积分数的增加,复合材料抗压强度减小。K25微珠体积含量超过70%、K46微珠体积含量超过75%时,复合材料实际密度与理论密度值相差较大。K1微珠自身强度太小,材料预混阶段受压容易破裂,其复合材料的实际密度要高于理论密度。复合材料抗压强度受微珠体积分数的影响较大,当微珠体积填充量由60%增加到80%时,K1、K25、K46复合材料抗压强度分别由24.64MPa、52.40MPa、64.32MPa降低到14.68MPa、30.80MPa、45.93MPa。采用短切碳纤维增强K46/环氧树脂复合材料,在微珠填充量为70%、75%、80%时,探究碳纤维含量对复合材料抗压强度、密度、吸水率的影响。研究表明,随着碳纤维含量的增加,复合材料抗压强度上升,饱和吸水率下降,当碳纤维含量为4%时,复合材料抗压强度最大,分别为68.87MPa、65.11MPa、57.24MPa。微珠含量为70%的复合材料在碳纤维含量为2%时饱和吸水率达到最小值,为0.63%,微珠含量分别为75%、80%的复合材料在碳纤维含量为4%时饱和吸水到最小值,分别为0.81%、1.15%。另外,碳纤维含量也影响了复合材料吸水后的抗压强度保留率,当碳纤维含量为4%时,微珠体积含量为70%、75%、80%的复合材料的抗压强度保有率最高,分别为98.3%、97.1%、94.5%。