專利名稱：一種用石墨烯新材料制造大強(qiáng)度高速信息化的載人潛水器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種 用石墨烯新材料制造大強(qiáng)度高速信息化的載人潛水器，屬于新材料應(yīng)用技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
2012年6月14日中國(guó)船舶重工集團(tuán)公司無(wú)錫702研究所研制的“蚊龍?zhí)枴陛d人潛水器開始第一次下潛試驗(yàn)，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(dá)7062. 68米，第六次試潛到達(dá)水深7035米的海底。載人潛水器坐底后，進(jìn)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(huì)增加10個(gè)大氣壓。蚊龍?zhí)栭L(zhǎng)8米，高3. 4米，寬3米，在水深7000米的深海里每平方米要承受7000噸的重量。中國(guó)南海的平均水深為1212米，最深處為5559米，蚊龍?zhí)栞d人潛水器可以潛達(dá)南海任何一個(gè)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里亞納海溝的斐查茲海淵，為11034米，中國(guó)發(fā)展載人潛水器的深潛目標(biāo)就是11034米，中國(guó)人在不久的將來(lái)就要到達(dá)最深的海底。深潛技術(shù)是進(jìn)行海洋開發(fā)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(gè)完整的系統(tǒng)。載人潛水器的結(jié)構(gòu)和選用的材料十分重要。載人潛水器的大部分結(jié)構(gòu)由鈦合金構(gòu)成，在載人潛水器下潛的過(guò)程中，海水越深、壓力越大、水溫越低，必須用鈦合金骨架支撐外殼，外殼由細(xì)小的空心玻璃微球和環(huán)氧樹脂制作成玻璃鋼外殼。蚊龍?zhí)栞d人潛水器的外殼深潛7000米水深，已能經(jīng)受7000米水深的深海壓力和低溫的雙重考驗(yàn)。載人潛水器要下潛到水深11034米，現(xiàn)有的制造材料還不行。蚊龍?zhí)栞d人潛水器中的電子元器件已經(jīng)作了許多的改進(jìn)，例如充油銀鋅蓄電池的容量很強(qiáng)盛。電子在金屬銀中的運(yùn)動(dòng)速度比在金屬銅中要快得多，但還不是最快的。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問(wèn)題是克服現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，提供一種用石墨烯新材料制造大強(qiáng)度高速信息化的載人潛水器。2010年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)?lì)C給英國(guó)曼徹斯特大學(xué)物理學(xué)家安德烈·海姆和康斯坦丁 ·諾沃肖洛夫，這兩位物理學(xué)家由于“在二維石墨烯材料的開創(chuàng)性實(shí)驗(yàn)”中取得成就而獲獎(jiǎng)。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。石墨烯是一種具有大強(qiáng)度、超強(qiáng)導(dǎo)電性以及透光性的新材料，已得到常州市委書記范燕青等領(lǐng)導(dǎo)人的高度重視，在江蘇省科技廳、科技部高新司、清華大學(xué)理學(xué)院、清華大學(xué)深圳研究院的大力支持下，常州市同時(shí)成立江南石墨烯研究院和常州市石墨烯科技產(chǎn)業(yè)園的意義十分深遠(yuǎn)。石墨烯的價(jià)格目前貴一些，但隨著產(chǎn)量的增加，其價(jià)格會(huì)逐步下降。石墨烯的應(yīng)用前景十分廣闊，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化大有希望。石墨烯是目前人類已知的最堅(jiān)固、大強(qiáng)度的新材料，中國(guó)科學(xué)院數(shù)學(xué)與系統(tǒng)科學(xué)院明平兵研究員及合作者的計(jì)算結(jié)果是石墨烯的理想強(qiáng)度為110GPa 121GPa。美國(guó)哥倫比亞大學(xué)一研究組發(fā)現(xiàn)，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力達(dá)到約2. 9微牛。全世界的科研機(jī)構(gòu)和大學(xué)一致宣布石墨烯是現(xiàn)在世界上已知的最為堅(jiān)固的新材料。用石墨烯新材料制造載人潛水器的載人耐壓艙、出艙口、觀察窗、機(jī)械手、支架、尾部推進(jìn)器、儲(chǔ)能電池、導(dǎo)電線、聲波測(cè)距儀甲、壓載艙、水下電話發(fā)射應(yīng)答機(jī)、聲波測(cè)距儀乙、計(jì)算機(jī)系統(tǒng)、長(zhǎng)距離短波聲納和通信系統(tǒng)將能確保載人潛水器下潛到11034米深處坐底后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(dǎo)電性最好的材料，電子在其中的運(yùn)動(dòng)速度達(dá)到光速的1/300，電子在石墨烯中的傳輸速度比在硅中快100倍，因此未來(lái)的半導(dǎo)體材料是石墨烯而不是硅。蚊龍?zhí)枬撍饔捎诓捎贸溆豌y鋅蓄電池而在2012年領(lǐng)先一步，如果在磷酸鐵鋰電池的正極材料上采用石墨烯復(fù)合材料，則鋰離子電池的充電速度將由3小時(shí)縮短為I分鐘，比充油銀鋅蓄電池更加領(lǐng)先一大步。在載人潛水器的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)、通信系統(tǒng)等電器的導(dǎo)電體中采用石墨烯制造導(dǎo)電零部件就能制造成功高速信息化的載人潛水器。為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的·由石墨烯載人潛水器I、石墨烯載人耐壓艙2、出艙口 3、石墨烯觀察窗4、石墨烯機(jī)械手5、石墨烯支架6、石墨烯尾部推進(jìn)器7、石墨烯儲(chǔ)能電池8、石墨烯導(dǎo)電線9、石墨烯聲波測(cè)距儀甲10、石墨烯壓載艙11、石墨烯水下電話發(fā)射應(yīng)答機(jī)12、石墨烯聲波測(cè)距儀乙13、石墨烯計(jì)算機(jī)系統(tǒng)14、石墨烯長(zhǎng)距離短波聲納15、石墨烯通信系統(tǒng)16共同組成一種用石墨烯新材料制造大強(qiáng)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、出艙口 3、觀察窗4、石墨烯機(jī)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的中部安裝石墨稀儲(chǔ)能電池8、石墨稀導(dǎo)電線9、石墨稀聲波測(cè)距僅甲10、石墨稀壓載艙11、石墨烯水下電話發(fā)射應(yīng)答機(jī)12、石墨烯聲波測(cè)距儀乙13、石墨烯計(jì)算機(jī)系統(tǒng)14、石墨烯長(zhǎng)距離短波聲納15、石墨烯通信系統(tǒng)16，在石墨烯載人潛水器I的尾部安裝石墨烯尾部推進(jìn)器7;石墨烯儲(chǔ)能電池8通過(guò)導(dǎo)電線9與石墨烯聲波測(cè)距儀甲10連結(jié),石墨烯儲(chǔ)能電池8通過(guò)導(dǎo)電線9與石墨烯壓載艙11連結(jié)，石墨烯儲(chǔ)能電池8通過(guò)導(dǎo)電線9與石墨烯水下電話發(fā)射應(yīng)答機(jī)12連結(jié)，石墨烯儲(chǔ)能電池8通過(guò)導(dǎo)電線9與石墨烯聲波測(cè)距儀乙13連結(jié)，石墨烯儲(chǔ)能電池8通過(guò)導(dǎo)電線9與石墨烯計(jì)算機(jī)系統(tǒng)14連結(jié)，石墨烯儲(chǔ)能電池8通過(guò)導(dǎo)電線9與石墨烯長(zhǎng)距離短波聲納15連結(jié)，石墨烯儲(chǔ)能電池8通過(guò)導(dǎo)電線9與石墨烯通信系統(tǒng)16連結(jié)，石墨烯儲(chǔ)能電池8通過(guò)導(dǎo)電線9與石墨烯尾部推進(jìn)器7連結(jié)。石墨烯載人潛水器I和石墨烯載人耐壓艙2的強(qiáng)度為110GPa 121GPa。石墨烯導(dǎo)電線9、石墨烯聲波測(cè)距儀甲10、石墨烯水下電話發(fā)射應(yīng)答機(jī)12、石墨烯聲波測(cè)距儀乙13、石墨烯計(jì)算機(jī)系統(tǒng)14、石墨烯長(zhǎng)距離短波聲納15、石墨烯通信系統(tǒng)16中的電子遷移率是15000 cm 2 / V· S，電子在石墨烯導(dǎo)電線中的運(yùn)行速度為1000千米/秒。

圖I為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
中國(guó)無(wú)錫制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(guó)載人潛水器的深潛目標(biāo)是11034米。本實(shí)用新型提出用石墨烯新材料制造大強(qiáng)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(dá)最深的海底。用石墨烯新材料制造的儲(chǔ)能電池，能加快充放電。用石墨烯新材料制造的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)、通信系統(tǒng)、聲波測(cè)距儀、長(zhǎng)距離短波聲納、水下電話發(fā)射應(yīng)答機(jī)能全面提高載人潛水器的工作效率。用石墨烯新材料制造的機(jī)械手，支架、尾部推進(jìn)器等能提高載人潛水器各部件的強(qiáng)度，建造成為全世界一流的石墨烯載人潛水器。下面本實(shí)用新型將結(jié)合附圖中的實(shí)施例作進(jìn)一步描述 由石墨烯載人潛水器I、石墨烯載人耐壓艙2、出艙口 3、石墨烯觀察窗4、石墨烯機(jī)械手5、石墨烯支架6、石墨烯尾部推進(jìn)器7、石墨烯儲(chǔ)能電池8、石墨烯導(dǎo)電線9、石墨烯聲波測(cè)距儀甲10、石墨烯壓載艙11、石墨烯水下電話發(fā)射應(yīng)答機(jī)12、石墨烯聲波測(cè)距儀乙13、石墨烯計(jì)算機(jī)系統(tǒng)14、石墨烯長(zhǎng)距離短波聲納15、石墨烯通信系統(tǒng)16共同組成用石墨烯新材料制造大強(qiáng)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、出艙口 3、觀察窗4、石墨烯機(jī)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的中部安裝石墨稀儲(chǔ)能電池8、石墨稀導(dǎo)電線9、石墨稀聲波測(cè)距僅甲10、石墨稀壓載艙11、石墨烯水下電話發(fā)射應(yīng)答機(jī)12、石墨烯聲波測(cè)距儀乙13、石墨烯計(jì)算機(jī)系統(tǒng)14、石墨烯長(zhǎng)距離短波聲納15、石墨烯通信系統(tǒng)16，在石墨烯載人潛水器I的尾部安裝石墨烯尾部推進(jìn)器7;石墨烯儲(chǔ)能電池8通過(guò)導(dǎo)電線9與石墨烯聲波測(cè)距儀甲10連結(jié)，，石墨烯儲(chǔ)能電池8通過(guò)導(dǎo)電線9與石墨烯壓載艙11連結(jié)，石墨烯儲(chǔ)能電池8通過(guò)導(dǎo)電線9與石墨烯水下電話發(fā)射應(yīng)答機(jī)12連結(jié)，石墨烯儲(chǔ)能電池8通過(guò)導(dǎo)電線9與石墨烯聲波測(cè)距儀乙13連結(jié)，石墨烯儲(chǔ)能電池8通過(guò)導(dǎo)電線9與石墨烯計(jì)算機(jī)系統(tǒng)14連結(jié)，石墨烯儲(chǔ)能電池8通過(guò)導(dǎo)電線9與石墨烯長(zhǎng)距離短波聲納15連結(jié)，石墨烯儲(chǔ)能電池8通過(guò)導(dǎo)電線9與石墨烯通信系統(tǒng)16連結(jié)，石墨烯儲(chǔ)能電池8通過(guò)導(dǎo)電線9與石墨烯尾部推進(jìn)器7連結(jié)。石墨烯載人潛水器I和石墨烯載人耐壓艙2的強(qiáng)度為110GPa 121GPa。石墨烯導(dǎo)電線9、石墨烯聲波測(cè)距儀甲10、石墨烯水下電話發(fā)射應(yīng)答機(jī)12、石墨烯聲波測(cè)距儀乙13、石墨烯計(jì)算機(jī)系統(tǒng)14、石墨烯長(zhǎng)距離短波聲納15、石墨烯通信系統(tǒng)16中的電子遷移率是15000 cm 2 / V· S，電子在石墨烯導(dǎo)電線中的運(yùn)行速度為1000千米/秒。由于在載人潛水器中采用了純石墨烯新材料或石墨烯復(fù)合材料，載人潛水器的外殼變得堅(jiān)固無(wú)比，如果深潛到馬里亞納海溝斐查茲海淵11034米深處，石墨烯載人潛水器仍然會(huì)完好無(wú)損，純石墨烯新材料或石墨烯復(fù)合材料制造的外殼的強(qiáng)度比玻璃鋼制造的外殼的強(qiáng)度更強(qiáng)硬，石墨烯新材料制造的載人耐壓艙的強(qiáng)度超過(guò)了鈦合金制造的載人耐壓艙的強(qiáng)度，透光度好的、堅(jiān)固的石墨烯觀察窗使人忘記了國(guó)外曾經(jīng)有潛水器的觀察窗因?yàn)椴荒蜕钏畨毫Χ尸F(xiàn)微裂縫險(xiǎn)情，石墨烯機(jī)械手在海底搜集堅(jiān)硬的錳結(jié)石，石墨烯支架和石墨烯尾部推進(jìn)器在海底不怕碰上暗礁，石墨烯儲(chǔ)能電池的放電速度和石墨烯導(dǎo)電線的輸電速度大大加快，石墨烯聲波測(cè)距儀甲、石墨烯聲波測(cè)距儀乙、石墨烯計(jì)算機(jī)系統(tǒng)、石墨烯長(zhǎng)距離短波聲納、石墨烯通信系統(tǒng)的工作效率大大提高。2012年6月“神舟九號(hào)”宇航員與“蚊龍?zhí)枴痹嚭絾T通過(guò)中繼衛(wèi)星實(shí)現(xiàn)天地雙向視頻通話，由于石墨烯新材料的導(dǎo)電率高于銀材，更高于銅材，在電子設(shè)備中采用石墨烯新材料，其工作效率至少提高數(shù)十倍，載人潛水器上的試航員與飛船上的宇航員的通話速度會(huì)快得多?，F(xiàn)舉出實(shí)施例如下實(shí)施例一中國(guó)無(wú)錫中船重工702研究所研制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。本實(shí)用新型提出用石墨烯新材料制造大強(qiáng)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(dá)地球上最深的海底。用石墨烯新材料制造的儲(chǔ)能電池，能加快充放電。用石墨烯新材料制造的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)、通信系統(tǒng)、聲波測(cè)距儀、長(zhǎng)距離短波聲納、水下電話發(fā)射應(yīng)答機(jī)，能提高全部電子部件的工作效率，并且堅(jiān)固無(wú)比。用石墨烯新材料制造的機(jī)械手、支架、尾部推進(jìn)器，加大了載人潛水器各機(jī)械部件的強(qiáng)度。在不久的將來(lái)，石墨烯載人潛水器必能到達(dá)地球上最深的、水深11034米的馬里亞納海溝斐查茲海淵?！?shí)施例二 中國(guó)無(wú)錫中船重工702研究所研制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。本實(shí)用新型提出用石墨烯新材料制造大強(qiáng)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(dá)地球上最深的海底。用石墨烯新材料制造的儲(chǔ)能電池，能加快充放電。用石墨烯新材料制造的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)、通信系統(tǒng)、聲波測(cè)距儀、長(zhǎng)距離短波聲納、水下電話發(fā)射應(yīng)答機(jī)，能提高全部電子部件的工作效率，并且堅(jiān)固無(wú)比。用石墨烯新材料制造的機(jī)械手、支架、尾部推進(jìn)器，加大了載人潛水器各機(jī)械部件的強(qiáng)度。在不久的將來(lái)，石墨烯載人潛水器必能到達(dá)地球上最深的、水深11034米的馬里亞納海溝斐查茲海淵。
權(quán)利要求1.一種用石墨烯新材料制造大強(qiáng)度高速信息化的載人潛水器，其特征在于，由石墨烯載人潛水器(I)、石墨烯載人耐壓艙(2 )、出艙口( 3 )、石墨烯觀察窗(4)、石墨烯機(jī)械手(5 )、石墨烯支架(6)、 石墨烯尾部推進(jìn)器(7)、石墨烯儲(chǔ)能電池(8)、石墨烯導(dǎo)電線(9)、石墨烯聲波測(cè)距儀甲(10)、石墨烯壓載艙(11)、石墨烯水下電話發(fā)射應(yīng)答機(jī)(12)、石墨烯聲波測(cè)距儀乙(13)、石墨烯計(jì)算機(jī)系統(tǒng)(14)、石墨烯長(zhǎng)距離短波聲納(15)、石墨烯通信系統(tǒng)(16)共同組成用一種用石墨烯新材料制造大強(qiáng)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)、出艙口(3)、觀察窗(4)、石墨烯機(jī)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(chǔ)能電池(8)、石墨烯導(dǎo)電線(9)、石墨烯聲波測(cè)距儀甲(10)、石墨烯壓載艙(11)、石墨烯水下電話發(fā)射應(yīng)答機(jī)(12)、石墨烯聲波測(cè)距儀乙(13)、石墨烯計(jì)算機(jī)系統(tǒng)(14)、石墨烯長(zhǎng)距離短波聲納(15)、石墨烯通信系統(tǒng)(16)，在石墨烯載人潛水器(I)的尾部安裝石墨烯尾部推進(jìn)器(7)； 石墨烯儲(chǔ)能電池(8)通過(guò)導(dǎo)電線(9)與石墨烯聲波測(cè)距儀甲(10)連結(jié),石墨烯儲(chǔ)能電池(8)通過(guò)導(dǎo)電線(9)與石墨烯壓載艙(11)連結(jié)，石墨烯儲(chǔ)能電池(8)通過(guò)導(dǎo)電線(9)與石墨烯水下電話發(fā)射應(yīng)答機(jī)(12)連結(jié)，石墨烯儲(chǔ)能電池(8)通過(guò)導(dǎo)電線(9)與石墨烯聲波測(cè)距儀乙(13)連結(jié)，石墨烯儲(chǔ)能電池(8)通過(guò)導(dǎo)電線(9)與石墨烯計(jì)算機(jī)系統(tǒng)(14)連結(jié)，石墨烯儲(chǔ)能電池(8)通過(guò)導(dǎo)電線(9)與石墨烯長(zhǎng)距離短波聲納(15)連結(jié)，石墨烯儲(chǔ)能電池(8)通過(guò)導(dǎo)電線(9)與石墨烯通信系統(tǒng)(16)連結(jié)，石墨烯儲(chǔ)能電池(8)通過(guò)導(dǎo)電線(9)與石墨烯尾部推進(jìn)器(7)連結(jié)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種用石墨烯新材料制造大強(qiáng)度高速信息化的載人潛水器，其特征在于，所述的石墨烯載人潛水器(I)和石墨烯載人耐壓艙(2)的強(qiáng)度為110GPa 121GPa。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種用石墨烯新材料制造大強(qiáng)度高速信息化的載人潛水器，其特征在于，所述的石墨烯導(dǎo)電線(9)、石墨烯聲波測(cè)距儀甲(10)、石墨烯水下電話發(fā)射應(yīng)答機(jī)(12)、石墨烯聲波測(cè)距儀乙(13)、石墨烯計(jì)算機(jī)系統(tǒng)(14)、石墨烯長(zhǎng)距離短波聲納(15)、石墨烯通信系統(tǒng)(16)中的電子遷移率是15000 cm2 / v · S，電子在石墨烯導(dǎo)電線中的運(yùn)行速度為1000千米/秒。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種用石墨烯新材料制造大強(qiáng)度高速信息化的載人潛水器，屬于新材料應(yīng)用技術(shù)領(lǐng)域。中國(guó)無(wú)錫制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(guó)載人潛水器的深潛目標(biāo)是11034米。本實(shí)用新型提出用石墨烯新材料制造大強(qiáng)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(dá)最深的海底。用石墨烯新材料制造的儲(chǔ)能電池，能加快充放電。用石墨烯新材料制造的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)、通信系統(tǒng)、聲波測(cè)距儀、長(zhǎng)距離短波聲納、水下電話發(fā)射應(yīng)答機(jī)能全面提高載人潛水器的工作效率。用石墨烯新材料制造的機(jī)械手，支架、尾部推進(jìn)器等能提高載人潛水器各部件的強(qiáng)度，建造成為全世界一流的石墨烯載人潛水器。
文檔編號(hào)B63G8/00GK202754128SQ20122037202
公開日2013年2月27日 申請(qǐng)日期2012年7月30日 優(yōu)先權(quán)日2012年7月30日
發(fā)明者繆同春 申請(qǐng)人:無(wú)錫同春新能源科技有限公司