萬米級深潛器全球只有4艘，由此可見高抗壓載人深潛器的建造難度遠比載人飛船來的大。2020年，中國萬米載人潛水器即將探訪馬里亞納海溝的最深處達11034米的“挑戰者深淵”。這意味著相比2012年蛟龍號探索最深記錄7062米還要多近4000米，意味著1100個大氣壓還要多的極限挑戰，意味著11000多噸/㎡的可怕壓力！而集結了眾多關鍵技術支撐中的一項就是固體浮力材料——空心玻璃微珠。

空心玻璃微珠是一種微小、中空的圓球粉末狀純白色超輕質無機非金屬材料，看似不起眼，但卻是關鍵的固體浮力材料。在2012年創造我國深潛記錄的“蛟龍號”下海時，固體浮力材料全部來自進口。

電鏡下的空心玻璃微珠

長期依賴進口，極大制約我國深海科學研究、海洋資源開發及海疆安全保障。張敬杰和導師宋廣智從上世紀90年代開始進行微米級無機非金屬球形粉體的研究，他們共同開發了“軟化學”法制備空心玻璃微球的先進制備技術，使我國在該領域擁有了自主知識產權。

20多年潛心研制出高性能空心玻璃微球和國產化固體浮力材料，成功應用于“深海勇士”號載人潛水器和“萬泉”號深淵著陸器，一舉打破發達國家技術壟斷，開啟了國產深潛浮力材料規模應用新局面。

原中國科學院理化技術研究所，宋廣智研究員做題為《球形粉體的制備技術原理與應用實踐》的報告（粉體圈：2017年珠海粉體技術交流會議）

空心玻璃微珠除了可以用作深潛浮力材料，還可以用于隔熱、隔音、耐高溫，耐磨等領域，在國防工業及民用領域有著廣泛的應用。比如汽車工業中用于制造SMC復合材料。SMC是Sheet molding compound的縮寫，是一種干法制造不飽和聚酯玻璃鋼制品的模塑料。作為新材料前沿的復合材料逐步替代汽車零部件中的金屬產品和其它傳統材料，并取得更加經濟和安全的效果。

SMC復合材料用于國產汽車皮卡后斗成功實現30%減重

2018年，美國3M公司推出的新型空心玻璃微珠產品，據稱可以幫助原始設備制造商將復合材料部件重量減輕40%，密度低于1.0g/cc（1克每毫升），同時仍然能夠完成A級的噴漆表面光潔度。

總結空心玻璃微珠的優勢包括，質量輕、體積大、導熱系數低、抗壓強度高，分散性和流動性強、化學穩定性好，應用既“深”又廣，前景廣闊！

粉體圈 啟東