随着海洋开发科学的兴起,人类采用各种深海作业装备探索海洋时,需要浮力材料为其提供浮力。目前国内外深海作业装备采用的多为硬质浮力材料,对复杂深海环境的适应能力差,因此,本文采用硅胶作为基体材料,空心玻璃微珠作为填充剂制备了系列柔性浮力材料。同时通过扫描电子显微镜对其微观形态进行了观察及分析,发现了微观形态下存在的杂质相—气泡及玻璃微珠碎片。考虑到杂质相可能对材料性能产生影响,采用数字图像处理方法对杂质相的总含量及单一成分的含量进行了计算,并将杂质相列入材料性能的影响因素之一。提出了材料中杂质相含量的计算公式,采用理论计算的方法研究了材料的密度,采用仿真分析的方法研究了材料的硬度,并采用理论计算及仿真分析的方法研究了材料的弹性模量。主要研究内容如下:(1)采用硅胶及空心玻璃微珠制备了柔性浮力材料,制品表面光滑,回弹力强。当材料中微珠质量分数较高时(大于20%),由于硅胶比例的下降会导致空心玻璃微珠在硅胶中的流动性变差,从而影响硅胶与玻璃微珠的粘接,在制备时需要增加搅拌及除气泡的次数。从原料角度出发,将硅胶特调降低其粘度并增加可操作时间,有助于硅胶及玻璃微珠的混合。(2)采用SEM观察了材料微观形态并对其进行了分析,采用数字图像处理方法计算了材料中杂质相含量,图片的放大倍率越高则处理精度越高,但处理结果的误差会变大,采用200×放大倍率的图片进行处理是合理的。处理时,采用的工具像素越低,取样数量越多,则操作误差越小。数字图像处理方法对杂质相含量的计算仅适用于微珠质量分数较低的材料,当材料中微珠质量分数较高时,需要增加采样点以减小偶然性造成的影响。(3)采用微单元法分析了材料的硬度,分析结果表明微珠碎片是影响硬度的主要因素。弹性模量理论预测模型计算结果的误差取决于采用的数据组,采用不同的数据组计算后得到了最佳的数据组合,并得到了适合本文柔性浮力材料弹性模量的理论预测公式,最大误差为16.1%。