微腔材料结构及其用途和制备 所属技术领域
本发明涉及一种轻型材料结构及其用途和制备，尤其是高强度的轻型材料结构。
背景技术
目前，公知的轻型材料如天然浮岩，主要的固体成份是火山玻璃，硬度比较高却比较脆，其形成的浮岩中有很多气泡，有些浮岩可以漂在水面上。但是浮岩产量很少，最轻的密度也在0.7以上，还有的虽然较轻却因为其开放结构无法浮在水面上(网状浮岩)。而泡沫塑料虽然密度很低但机械强度差、不耐热，温度稍高就融化缩小甚至被点燃。
【发明内容】
为了解决大批量使用高强度轻型材料问题，本发明提出一种实用的轻型材料结构—微腔材料结构，以及微腔材料结构的若干应用和几种制备方法。我们将可批量制造的高强度含有大量密封空腔整体密度较轻的材料结构称为微腔材料结构。
军用舰船将各水密舱中除必要的空间外吃水线以下全部及吃水线上附近填充大量微腔材料结构并固定，可以取消压舱物而不损失稳定性，此舰船将难以用现有的常规武器击沉；或者直接用微腔材料和有较大余度的高强度结构制造大面积的抗风浪平底船，自带动力或者使用顶拖轮动力，作为廉价的有较强抗击沉能力的重装备水上平台或登陆平台；可以制造浮桥或者较大面积的海上补给基地；制造更大面积的可以起降普通军用飞行器甚至预警机或者民航客机一类大型飞机的可移动海上机场；能够用来制造固定/移动的水上哨所、观测站；水上作业平台、海事救援平台、浮动防波堤或者渔业平台；以及旅游、娱乐等水上或沼泽地活动平台；还可以实现凡尔纳幻想的机器岛，甚至比他描述的还好—解体了也不容易沉没。
微腔材料制备方法有以下几种：
1.将薄板加工成规则地形状，用焊接或者压接或者粘结等办法形成有大量密封空腔的结构，然后将多层这种结构封装入高强度的框架内，再按需要用薄板将其整体包住密封起来形成较高强度的微腔材料；
2.若强度要求许可的情况下可以制造大量类似易拉罐或罐头盒的密封罐封装在框架内或者直接用中间件将其拼接起来然后将其整体密封起来或者不密封；
3.我们也可以模拟浮岩形成过程制造微腔材料，搅拌温度控制在稍高于熔点的高强度材料，在高温高压下通入大量合适的气体，将气体溶解在熔融材料里，然后快速降低压力和温度，压力降低时熔融材料内溶解的气体逸出形成气泡，温度降低时控制熔融材料表面首先凝固而将气泡密封在内，即可造出可用的微腔材料。
4.模拟发泡塑料制造过程也可以造出可用的微腔材料。
5.在耐热等许可的情况下可以将发泡塑料等已有轻型材料封装入框架内作为可用的微腔材料结构
微腔材料在民用时可以采用普通材料制造以节省成本，军用时采用防锈材料、高强度、耐高温材料以增强恶劣环境的适应性和结构强度。在强度要求低时采用较大的密封空腔结构、较薄的板材、相应对框架的强度要求也低一些，强度要求高时采用较小的空腔结构和稍厚的板材而且对框架的强度要求也高。
本发明的有益效果是，提出了可大批量制造的轻型高强度微腔材料结构，以及微腔材料的若干应用和几种制备方法。