一種用石墨烯新材料製造大強度高速信息化的載人潛水器的製作方法
2023-05-29 13:22:11 1
專利名稱：一種用石墨烯新材料製造大強度高速信息化的載人潛水器的製作方法
技術領域：
本發明涉及ー種用石墨烯新材料製造大強度高速信息化的載人潛水器，屬於新材料應用技術領域。
背景技術：
2012年6月14日中國船舶重工集団公司無錫702研究所研製的「蚊龍號」載人潛水器開始第一次下潛試驗，成功深潛水下6671米，第二次試潛從6900米深海底取得沉積物樣品，第五次試潛的下潛深度達7062. 68米，第六次試潛到達水深7035米的海底。載人潛水器坐底後，進行沉積物和礦物取樣，還布放誘餌，誘捕海底生物。海水深度每增加100米，載人潛水器承受的壓力會増加10個大氣壓。蚊龍號長8米，高3. 4米，寬3米，在水深7000米的深海裡每平方米要承受7000噸的重量。中國南海的平均水深為1212米，最深處 為5559米，蚊龍號載人潛水器可以潛達南海任何ー個地方的海底。全世界海洋的平均深度為3682米，海洋的最大水深在馬裡亞納海溝的斐查茲海淵，為11034米，中國發展載人潛水器的深潛目標就是11034米，中國人在不久的將來就要到達最深的海底。深潛技術是進行海洋開發的必要手段，是由載人潛水器、工作母船和陸上基地所組成的一個完整的系統。載人潛水器的結構和選用的材料十分重要。載人潛水器的大部分結構由鈦合金構成，在載人潛水器下潛的過程中，海水越深、壓カ越大、水溫越低，必須用鈦合金骨架支撐外殼，外殼由細小的空心玻璃微球和環氧樹脂製作成玻璃鋼外殼。蚊龍號載人潛水器的外殼深潛7000米水深，己能經受7000米水深的深海壓カ和低溫的雙重考驗。載人潛水器要下潛到水深11034米，現有的製造材料還不行。蚊龍號載人潛水器中的電子元器件已經作了許多的改進，例如充油銀鋅蓄電池的容量很強盛。電子在金屬銀中的運動速度比在金屬銅中要快得多，但還不是最快的。
發明內容
本發明所要解決的技術問題是克服現有技術的缺點，提供ー種用石墨烯新材料製造大強度高速信息化的載人潛水器。2010年諾貝爾物理學獎頒給英國曼徹斯特大學物理學家安德烈 海姆和康斯坦丁 諾沃肖洛夫，這兩位物理學家由幹「在ニ維石墨烯材料的開創性實驗」中取得成就而獲獎。2011年10月18日江蘇省常州市人民政府出資組建的江南石墨烯研究院成立。石墨烯是ー種具有大強度、超強導電性以及透光性的新材料，已得到常州市委書記範燕青等領導人的高度重視，在江蘇省科技廳、科技部高新司、清華大學理學院、清華大學深圳研究院的大力支持下，常州市同時成立江南石墨烯研究院和常州市石墨烯科技產業園的意義十分深遠。石墨烯的價格目前貴ー些，但隨著產量的増加，其價格會逐步下降。石墨烯的應用前景十分廣闊，實現產業化大有希望。石墨烯是目前人類已知的最堅固、大強度的新材料，中國科學院數學與系統科學院明平兵研究員及合作者的計算結果是石墨烯的理想強度為110GPa 121GPa。美國哥倫比亞大學一研究組發現，在石墨烯樣品微粒開始碎裂前，其每100納米距離上可承受的最大壓カ達到約2. 9微牛。全世界的科研機構和大學一致宣布石墨烯是現在世界上已知的最為堅固的新材料。用石墨烯新材料製造載人潛水器的載人耐壓艙、出艙ロ、觀察窗、機械手、支架、尾部推進器、儲能電池、導電線、聲波測距儀甲、壓載艙、水下電話發射應答機、聲波測距儀こ、計算機系統、長距離短波聲納和通·信系統將能確保載人潛水器下潛到11034米深處坐底後全部零部件耐壓不變形，各部件的工作效率顯著提高。石墨烯是世界上導電性最好的材料，電子在其中的運動速度達到光速的1/300，電子在石墨烯中的傳輸速度比在矽中快100倍，因此未來的半導體材料是石墨烯而不是矽。蚊龍號潛水器由於採用充油銀鋅蓄電池而在2012年領先一歩，如果在磷酸鐵鋰電池的正極材料上採用石墨烯複合材料，則鋰離子電池的充電速度將由3小時縮短為I分鐘，比充油銀鋅蓄電池更加領先一大歩。在載人潛水器的計算機系統、通信系統等電器的導電體中採用石墨烯製造導電零部件就能製造成功高速信息化的載人潛水器。為了解決上述技術問題，本發明是通過以下技術方案實現的
由石墨烯載人潛水器I、石墨烯載人耐壓艙2、出艙ロ 3、石墨烯觀察窗4、石墨烯機械手5、石墨烯支架6、石墨烯尾部推進器7、石墨烯儲能電池8、石墨烯導電線9、石墨烯聲波測距儀甲10、石墨烯壓載艙11、石墨烯水下電話發射應答機12、石墨烯聲波測距儀こ13、石墨烯計算機系統14、石墨烯長距離短波聲納15、石墨烯通信系統16共同組成ー種用石墨烯新材料製造大強度高速信息化的載人潛水器；
在石墨烯載人潛水器I的前部安裝石墨烯載人耐壓艙2、出艙ロ 3、觀察窗4、石墨烯機械手5，在石墨烯載人潛水器I的底部的下方安裝石墨烯支架6、在石墨烯載人潛水器I的中部安裝石墨烯儲能電池8、石墨烯導電線9、石墨烯聲波測距儀甲10、石墨烯壓載艙11、石墨烯水下電話發射應答機12、石墨烯聲波測距儀こ13、石墨烯計算機系統14、石墨烯長距離短波聲納15、石墨烯通信系統16，在石墨烯載人潛水器I的尾部安裝石墨烯尾部推進器7 ；
石墨烯儲能電池8通過導電線9與石墨烯聲波測距儀甲10連結，石墨烯儲能電池8通過導電線9與石墨烯壓載艙11連結，石墨烯儲能電池8通過導電線9與石墨烯水下電話發射應答機12連結，石墨烯儲能電池8通過導電線9與石墨烯聲波測距儀こ13連結，石墨烯儲能電池8通過導電線9與石墨烯計算機系統14連結，石墨烯儲能電池8通過導電線9與石墨烯長距離短波聲納15連結，石墨烯儲能電池8通過導電線9與石墨烯通信系統16連結，石墨烯儲能電池8通過導電線9與石墨烯尾部推進器7連結。石墨烯載人潛水器I和石墨烯載人耐壓艙2的強度為110GPa 121GPa。石墨烯導電線9、石墨烯聲波測距儀甲10、石墨烯水下電話發射應答機12、石墨烯聲波測距儀こ13、石墨烯計算機系統14、石墨烯長距離短波聲納15、石墨烯通信系統16中的電子遷移率是15000 cm 2 / V S，電子在石墨烯導電線中的運行速度為1000千米/秒。
圖I為本發明的結構示意圖。
具體實施例方式中國無錫製造的載人潛水器已下潛7062. 68米水深，在深海承受了巨大的壓力。中國載人潛水器的深潛目標是11034米。本發明提出用石墨烯新材料製造大強度最耐壓的載人潛水器的外殼和載人艙，能承受巨大的壓力，到達最深的海底。用石墨烯新材料製造的儲能電池，能加快充放電。用石墨烯新材料製造的計算機系統、通信系統、聲波測距儀、長距離短波聲納、水下電話發射應答機能全面提高載人潛水器的工作效率。用石墨烯新材料製造的機械手，支架、尾部推進器等能提高載人潛水器各部件的強度，建造成為全世界一流的石墨烯載人潛水器。下面本發明將結合附圖中的實施例作進ー步描述
由石墨烯載人潛水器I、石墨烯載人耐壓艙2、出艙ロ 3、石墨烯觀察窗4、石墨烯機械手5、石墨烯支架6、石墨烯尾部推進器7、石墨烯儲能電池8、石墨烯導電線9、石墨烯聲波測距儀甲10、石墨烯壓載艙11、石墨烯水下電話發射應答機12、石墨烯聲波測距儀こ13、石墨烯 計算機系統14、石墨烯長距離短波聲納15、石墨烯通信系統16共同組成用石墨烯新材料製造大強度高速信息化的載人潛水器；
在石墨烯載人潛水器I的前部安裝石墨烯載人耐壓艙2、出艙ロ 3、觀察窗4、石墨烯機械手5，在石墨烯載人潛水器I的底部的下方安裝石墨烯支架6、在石墨烯載人潛水器I的中部安裝石墨烯儲能電池8、石墨烯導電線9、石墨烯聲波測距儀甲10、石墨烯壓載艙11、石墨烯水下電話發射應答機12、石墨烯聲波測距儀こ13、石墨烯計算機系統14、石墨烯長距離短波聲納15、石墨烯通信系統16，在石墨烯載人潛水器I的尾部安裝石墨烯尾部推進器7 ；
石墨烯儲能電池8通過導電線9與石墨烯聲波測距儀甲10連結，，石墨烯儲能電池8通過導電線9與石墨烯壓載艙11連結，石墨烯儲能電池8通過導電線9與石墨烯水下電話發射應答機12連結，石墨烯儲能電池8通過導電線9與石墨烯聲波測距儀こ13連結，石墨烯儲能電池8通過導電線9與石墨烯計算機系統14連結，石墨烯儲能電池8通過導電線9與石墨烯長距離短波聲納15連結，石墨烯儲能電池8通過導電線9與石墨烯通信系統16連結，石墨烯儲能電池8通過導電線9與石墨烯尾部推進器7連結。石墨烯載人潛水器I和石墨烯載人耐壓艙2的強度為110GPa 121GPa。石墨烯導電線9、石墨烯聲波測距儀甲10、石墨烯水下電話發射應答機12、石墨烯聲波測距儀こ13、石墨烯計算機系統14、石墨烯長距離短波聲納15、石墨烯通信系統16中的電子遷移率是15000 cm 2 / V S，電子在石墨烯導電線中的運行速度為1000千米/秒。由於在載人潛水器中採用了純石墨烯新材料或石墨烯複合材料，載人潛水器的外殼變得堅固無比，如果深潛到馬裡亞納海溝斐查茲海淵11034米深處，石墨烯載人潛水器仍然會完好無損，純石墨烯新材料或石墨烯複合材料製造的外殼的強度比玻璃鋼製造的外殼的強度更強硬，石墨烯新材料製造的載人耐壓艙的強度超過了鈦合金製造的載人耐壓艙的強度，透光度好的、堅固的石墨烯觀察窗使人忘記了國外曾經有潛水器的觀察窗因為不耐深水壓カ而呈現微裂縫險情，石墨烯機械手在海底搜集堅硬的錳結石，石墨烯支架和石墨烯尾部推進器在海底不怕碰上暗礁，石墨烯儲能電池的放電速度和石墨烯導電線的輸電速度大大加快，石墨烯聲波測距儀甲、石墨烯聲波測距儀こ、石墨烯計算機系統、石墨烯長距離短波聲納、石墨烯通信系統的工作效率大大提高。2012年6月「神舟九號」太空人與「蚊龍號」試航員通過中繼衛星實現天地雙向視頻通話，由於石墨烯新材料的導電率高於銀材，更高於銅材，在電子設備中採用石墨烯新材料，其工作效率至少提高數十倍，載人潛水器上的試航員與飛船上的太空人的通話速度會快得多。現舉出實施例如下
實施例一
中國無錫中船重工702研究所研製的載人潛水器已下潛7062. 68米水深，在深海承受了巨大的壓力。本發明提出用石墨烯新材料製造大強度耐壓IlOGPa的載人潛水器的外殼和載人耐壓艙，能承受巨大的壓力，到達地球上最深的海底。用石墨烯新材料製造的儲能電池，能加快充放電。用石墨烯新材料製造的計算機系統、通信系統、聲波測距儀、長距離短波聲納、水下電話發射應答機，能提高全部電子部件的工作效率，並且堅固無比。用石墨烯新 材料製造的機械手、支架、尾部推進器，加大了載人潛水器各機械部件的強度。在不久的將來，石墨烯載人潛水器必能到達地球上最深的、水深11034米的馬裡亞納海溝斐查茲海淵。實施例ニ
中國無錫中船重工702研究所研製的載人潛水器已下潛7062. 68米水深，在深海承受了巨大的壓力。本發明提出用石墨烯新材料製造大強度耐壓120GPa的載人潛水器的外殼和載人耐壓艙，能承受巨大的壓力，到達地球上最深的海底。用石墨烯新材料製造的儲能電池，能加快充放電。用石墨烯新材料製造的計算機系統、通信系統、聲波測距儀、長距離短波聲納、水下電話發射應答機，能提高全部電子部件的工作效率，並且堅固無比。用石墨烯新材料製造的機械手、支架、尾部推進器，加大了載人潛水器各機械部件的強度。在不久的將來，石墨烯載人潛水器必能到達地球上最深的、水深11034米的馬裡亞納海溝斐查茲海淵。
權利要求
1.ー種用石墨烯新材料製造大強度高速信息化的載人潛水器，其特徵在幹，由石墨烯載人潛水器(I)、石墨烯載人耐壓艙(2 )、出艙ロ( 3 )、石墨烯觀察窗(4)、石墨烯機械手(5 )、石墨烯支架(6)、石墨烯尾部推進器(7)、石墨烯儲能電池(8)、石墨烯導電線(9)、石墨烯聲波測距儀甲(10)、石墨烯壓載艙(11)、石墨烯水下電話發射應答機(12)、石墨烯聲波測距儀こ(13)、石墨烯計算機系統(14)、石墨烯長距離短波聲納(15)、石墨烯通信系統(16)共同組成用ー種用石墨烯新材料製造大強度高速信息化的載人潛水器； 在石墨烯載人潛水器(I)的前部安裝石墨烯載人耐壓艙(2)、出艙ロ(3)、觀察窗(4)、石墨烯機械手(5)，在石墨烯載人潛水器(I)的底部的下方安裝石墨烯支架(6)、在石墨烯載人潛水器(I)的中部安裝石墨烯儲能電池(8)、石墨烯導電線(9)、石墨烯聲波測距儀甲(10)、石墨烯壓載艙(11)、石墨烯水下電話發射應答機(12)、石墨烯聲波測距儀こ(13)、石墨烯計算機系統(14)、石墨烯長距離短波聲納(15)、石墨烯通信系統(16)，在石墨烯載人潛水器(I)的尾部安裝石墨烯尾部推進器(7)； 石墨烯儲能電池(8)通過導電線(9)與石墨烯聲波測距儀甲(10)連結,石墨烯儲能電池(8)通過導電線(9)與石墨烯壓載艙(11)連結，石墨烯儲能電池(8)通過導電線(9)與石墨烯水下電話發射應答機(12)連結，石墨烯儲能電池(8)通過導電線(9)與石墨烯聲波測距儀こ(13)連結，石墨烯儲能電池(8)通過導電線(9)與石墨烯計算機系統(14)連結，石墨烯儲能電池(8)通過導電線(9)與石墨烯長距離短波聲納(15)連結，石墨烯儲能電池(8)通過導電線(9)與石墨烯通信系統(16)連結，石墨烯儲能電池(8)通過導電線(9)與石墨烯尾部推進器(7)連結。
2.根據權利要求I所述的ー種用石墨烯新材料製造大強度高速信息化的載人潛水器，其特徵在於，所述的石墨烯載人潛水器(I)和石墨烯載人耐壓艙(2)的強度為110GPa 121GPa。
3.根據權利要求I所述的ー種用石墨烯新材料製造大強度高速信息化的載人潛水器，其特徵在於，所述的石墨烯導電線(9)、石墨烯聲波測距儀甲(10)、石墨烯水下電話發射應答機(12)、石墨烯聲波測距儀こ(13)、石墨烯計算機系統(14)、石墨烯長距離短波聲納(15)、石墨烯通信系統(16)中的電子遷移率是15000 cm2 / v S，電子在石墨烯導電線中的運行速度為1000千米/秒。
全文摘要
本發明涉及一種用石墨烯新材料製造大強度高速信息化的載人潛水器，屬於新材料應用技術領域。中國無錫製造的載人潛水器已下潛7062.68米水深，在深海承受了巨大的壓力。中國載人潛水器的深潛目標是11034米。本發明提出用石墨烯新材料製造大強度最耐壓的載人潛水器的外殼和載人艙，能承受巨大的壓力，到達最深的海底。用石墨烯新材料製造的儲能電池，能加快充放電。用石墨烯新材料製造的計算機系統、通信系統、聲波測距儀、長距離短波聲納、水下電話發射應答機能全面提高載人潛水器的工作效率。用石墨烯新材料製造的機械手，支架、尾部推進器等能提高載人潛水器各部件的強度，建造成為全世界一流的石墨烯載人潛水器。
文檔編號B63G8/00GK102756800SQ20121026657
公開日2012年10月31日 申請日期2012年7月30日 優先權日2012年7月30日
發明者繆同春 申請人:無錫同春新能源科技有限公司