本發(fā)明涉及應(yīng)用于海洋工程（如鉆井立管浮力模塊，分布式浮力模塊，深海采礦，超深水潛水器浮力塊等）的空心球技術(shù)領(lǐng)域，具體為一種三明治式復(fù)合材料空心球及其制造方法。
背景技術(shù)：
雖然空心玻璃微珠增強(qiáng)型復(fù)合材料空心球的靜水壓強(qiáng)度高，但由于其球壁材料剛度較弱（即彈性模量較低），導(dǎo)致其在水壓下雖然不破裂但變形較大。使用空心玻璃微珠增強(qiáng)型空心球填充的浮力材料在水壓下也會(huì)有較大的變形（體積變形率 ≥ 1.5%），從而導(dǎo)致過(guò)大的浮力損失。
空心玻璃微珠增強(qiáng)型復(fù)合材料空心球雖然在靜水壓下表現(xiàn)卓越，但其球壁材料的耐磨性不高。當(dāng)玻璃微珠復(fù)合空心球在單獨(dú)使用（如作為深海采礦提升介質(zhì)或沉船打撈浮力介質(zhì)）時(shí)，易在與外物（如管道、泵葉輪等）摩擦碰撞時(shí)破損。
因此尋求一種不但能夠增加本身的強(qiáng)度/密度比且能夠解決了如上問(wèn)題的空心球是目前首要解決的問(wèn)題。
同時(shí)，傳統(tǒng)的空心球制造工藝在成型一個(gè)成品后，因其生產(chǎn)過(guò)程存在缺陷（其制造過(guò)程不存在產(chǎn)品的監(jiān)控與監(jiān)管），導(dǎo)致如果空心球的直徑、壁厚、密度和靜水壓強(qiáng)未達(dá)到預(yù)設(shè)的值（客戶所提供的參數(shù)指標(biāo)或者實(shí)際生產(chǎn)的參數(shù)指標(biāo)），那么該成品將會(huì)報(bào)廢，進(jìn)而導(dǎo)致報(bào)廢率不斷提高，工作效率不斷降低。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，本發(fā)明的目的一方面提供一種適用范圍更廣、水壓下變形程度低、防磨損且以三明治式復(fù)合材料空心球，另一方面提供一種降低報(bào)廢率、用于制造空心球的逐層包覆方法。
為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了如下技術(shù)方案：一種三明治式復(fù)合材料空心球，由外而內(nèi)依次包括相互連接的最外層、中間層和最內(nèi)層，所述的中間層內(nèi)填充有空心玻璃微珠。
進(jìn)一步，所述中間層由熱固性聚合物制制成。
進(jìn)一步，所述的最外層和最內(nèi)層由熱固性聚合物制成。
進(jìn)一步，所述的熱固性聚合物可以是熱固性環(huán)氧樹(shù)脂、熱固性聚酰亞胺或熱固性聚丙烯。
進(jìn)一步，所述的最外層和/或最內(nèi)層填充有增強(qiáng)體。
進(jìn)一步，其直徑為2– 60毫米，中間層厚度為0.1– 10毫米，真密度為100–800 kg/m3，靜水壓強(qiáng)度為1– 80 MPa。
進(jìn)一步，所述空心玻璃微珠的真密度為100–500 kg/m3，靜水壓強(qiáng)度為3–250 MPa，直徑大小為10–100微米。
進(jìn)一步，所述空心玻璃微珠的總體積與中間層體積的比值為0.05–0.7。
進(jìn)一步，所述中間層的密度為350–1000 kg/m3，中間層的彈性模量為 2.0–15.0GPa，中間層的壁厚為0.1-5毫米。
一種適用于制造上述空心球的逐層包覆法，具體步驟如下：
a:在滾筒中加入蒸汽膨脹發(fā)泡的聚苯乙烯內(nèi)球體，設(shè)置滾筒轉(zhuǎn)速為5–100 rpm；
b:并將滾筒與聚苯乙烯內(nèi)球體一起加熱到30–70oC；
c:將熱固性聚合物與其固化劑的混合液灑入滾筒，在滾筒的運(yùn)轉(zhuǎn)中使混合液均勻包覆在內(nèi)球體表面；加入對(duì)應(yīng)量的增強(qiáng)體，在滾動(dòng)過(guò)程中使均勻附著于小球表面；經(jīng)一段時(shí)間物料固化形成復(fù)合材料外殼，每層包覆的厚度為10 – 100 微米；
d:重復(fù)步驟c直至最內(nèi)層的參數(shù)指標(biāo)達(dá)到預(yù)設(shè)值；
e:將熱固性聚合物與其固化劑的混合液灑入滾筒，在滾筒的運(yùn)轉(zhuǎn)中使混合液均勻包覆在內(nèi)球體表面；隨后加入對(duì)應(yīng)量的空心玻璃微珠，在滾動(dòng)過(guò)程中使均勻附著于內(nèi)球體表面；經(jīng)一段時(shí)間外層物料固化形成復(fù)合材料外殼，每層包覆的厚度為10–100 微米；
f: 重復(fù)步驟e直至中間層的參數(shù)指標(biāo)達(dá)到預(yù)設(shè)值；
g:將熱固性聚合物與其固化劑的混合液灑入滾筒，在滾筒的運(yùn)轉(zhuǎn)中使混合液均勻包覆在中間層表面；加入對(duì)應(yīng)量的增強(qiáng)體，在滾動(dòng)過(guò)程中使均勻附著于小球表面；經(jīng)一段時(shí)間物料固化形成復(fù)合材料外殼；
h; 重復(fù)步驟g直至最外層的參數(shù)指標(biāo)達(dá)到預(yù)設(shè)值。
對(duì)比現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供的技術(shù)方案所帶來(lái)的有益效果：
1.步驟c、步驟e和步驟g每次完成后，均對(duì)玻璃微珠復(fù)合空心球的性能指標(biāo)（主要包括大小分布、非圓比例、真密度、靜水壓強(qiáng)度等）進(jìn)行檢測(cè)，如未滿足生產(chǎn)所需以及客戶所需，那么根據(jù)需要重復(fù)步驟c直至小球達(dá)到目標(biāo)值，再同時(shí)進(jìn)行各性能指標(biāo)檢測(cè)，直到滿足生產(chǎn)所需以及客戶所需，對(duì)玻璃微珠復(fù)合空心球的生產(chǎn)過(guò)程進(jìn)行監(jiān)控，降低了生產(chǎn)過(guò)程中造成的報(bào)廢率。
2.三明治式復(fù)合材料空心球的性能可以根據(jù)應(yīng)用需要，通過(guò)改變各層球壁的材料組成和厚度來(lái)進(jìn)行調(diào)整。當(dāng)應(yīng)用需要較高靜水壓下的強(qiáng)度，可以加厚中間層空心玻璃微珠增強(qiáng)復(fù)合材料球壁；當(dāng)應(yīng)用需要較好耐磨性和較小體積變形率，可以選用如碳纖維增強(qiáng)復(fù)合材料作為內(nèi)、外層的球壁材料并/或增加其厚度。
3. 相同型號(hào)的三明治式復(fù)合材料空心球、碳纖維復(fù)合空心球以及玻璃纖維/硅灰石復(fù)合空心球在相同相同水壓、工作時(shí)間相同的情況下，三明治式復(fù)合材料空心球的體積變形率以及表面磨損率均是最小的，因此，三明治式復(fù)合材料空心球集合了纖維增強(qiáng)型與空心玻璃微珠增強(qiáng)型的優(yōu)勢(shì)，取長(zhǎng)補(bǔ)短：比傳統(tǒng)纖維增強(qiáng)型復(fù)合材料空心球有更高的強(qiáng)度/密度比；比空心玻璃微珠增強(qiáng)型復(fù)合材料空心球有更好的耐磨性和更低的體積變形率。進(jìn)而在海洋工程中有廣泛應(yīng)用，如浮力材料，海底采礦提升介質(zhì)，輕質(zhì)耐壓填充物等。
附圖說(shuō)明
圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
參照?qǐng)D1對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步說(shuō)明,以下由特定的具體實(shí)施例說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施方式，熟悉此技術(shù)的人士可由本說(shuō)明書(shū)揭露的內(nèi)容輕易的了解本發(fā)明的其他優(yōu)點(diǎn)及功效。
參照?qǐng)D1，須知，本說(shuō)明書(shū)所附圖式所繪制的結(jié)構(gòu)、比例、大小等，均僅用以配合說(shuō)明書(shū)所揭示的內(nèi)容，以供熟悉此技術(shù)的人士了解與閱讀，并非用以限定本發(fā)明可實(shí)施的限定條件，故不具有技術(shù)上的實(shí)質(zhì)意義，任何結(jié)構(gòu)的修飾、比例關(guān)系的改變或大小的調(diào)整，在不影響本發(fā)明所能產(chǎn)生的功效及所能達(dá)成的目的下，均應(yīng)仍落在本發(fā)明所揭示的技術(shù)內(nèi)容所能涵蓋的范圍內(nèi)；同時(shí)，本說(shuō)明書(shū)中所引用的如“上”、“下”等用語(yǔ)，亦僅為便于敘述的明了，而非用以限定本發(fā)明可實(shí)施的范圍，其相對(duì)關(guān)系的改變或調(diào)整，在無(wú)實(shí)質(zhì)變更技術(shù)內(nèi)容下，當(dāng)亦視為本發(fā)明的可實(shí)施的范疇。
以下將通過(guò)具體實(shí)施例來(lái)對(duì)本發(fā)明的三明治式復(fù)合材料空心球及用于制造該空心球的逐層包覆法進(jìn)行詳細(xì)的說(shuō)明。
實(shí)施例1
如圖1所示：一種三明治式復(fù)合材料空心球，由外而內(nèi)依次包括相互連接的最外層1、中間層2和最內(nèi)層3，所述的中間層2內(nèi)填充有空心玻璃微珠4。
所述中間層2由熱固性環(huán)氧樹(shù)脂制成。
所述的最外層1和最內(nèi)層3由熱固性聚酰亞胺制成。
所述的最外層1和最內(nèi)層3均填充有增強(qiáng)體，增強(qiáng)體為碳纖維。
該空心球的直徑為2毫米，中間層2厚度為0.1毫米，真密度為100 kg/m3，靜水壓強(qiáng)度為1MPa。
所述空心玻璃微珠4的真密度為100kg/m3，靜水壓強(qiáng)度為3 MPa，直徑大小為10微米。
所述空心玻璃微珠4的總體積與中間層2體積的比值為0.05。
所述中間層2的密度為350 kg/m3，中間層2的彈性模量為 2.0GPa，中間層2的壁厚為0.1毫米。
由表1得出：相同型號(hào)的三明治式復(fù)合材料空心球與空心玻璃微珠增強(qiáng)型復(fù)合材料空心球在相同相同水壓、工作時(shí)間相同的情況下，三明治式復(fù)合材料空心球的體積變形率以及表面磨損率均更小，因此，三明治式復(fù)合材料空心球集合了纖維增強(qiáng)型與空心玻璃微珠增強(qiáng)型的優(yōu)勢(shì)，取長(zhǎng)補(bǔ)短：比纖維增強(qiáng)型復(fù)合材料空心球有更高的強(qiáng)度/密度比；比傳統(tǒng)復(fù)合材料空心球有更好的耐磨性和更低的體積變形率。進(jìn)而在海洋工程中有廣泛應(yīng)用，如浮力材料，海底采礦提升介質(zhì)，輕質(zhì)耐壓填充物等。
成品球性能可調(diào)控：增加內(nèi)外層纖維增強(qiáng)復(fù)合材料球壁的厚度可增加成品球的耐磨性和剛度；增加中間層2空心玻璃微珠增強(qiáng)復(fù)合材料球壁的厚度可增加成品球的強(qiáng)度/密度比。
表1：為實(shí)施例1所得的三明治式復(fù)合材料空心球與相同型號(hào)的空心玻璃微珠增強(qiáng)型復(fù)合材料空心球在相同水壓、相同的工作時(shí)間下的對(duì)比：
表1
一種適用于制造上述空心球的逐層包覆法，具體步驟如下：
a:在滾筒中加入蒸汽膨脹發(fā)泡的聚苯乙烯內(nèi)球體（相當(dāng)于模具），設(shè)置滾筒轉(zhuǎn)速為5rpm；
b:并將滾筒與聚苯乙烯內(nèi)球體一起加熱到30oC；
c:將熱固性聚合物與其固化劑的混合液灑入滾筒，在滾筒的運(yùn)轉(zhuǎn)中使混合液均勻包覆在內(nèi)球體表面；加入對(duì)應(yīng)量的增強(qiáng)體，在滾動(dòng)過(guò)程中使均勻附著于小球表面；經(jīng)一段時(shí)間物料固化形成復(fù)合材料外殼，每層包覆的厚度為10微米；
d:重復(fù)步驟c直至最內(nèi)層3的參數(shù)指標(biāo)達(dá)到預(yù)設(shè)值；
e:將熱固性聚合物與其固化劑的混合液灑入滾筒，在滾筒的運(yùn)轉(zhuǎn)中使混合液均勻包覆在內(nèi)球體表面；隨后加入對(duì)應(yīng)量的空心玻璃微珠4，在滾動(dòng)過(guò)程中使均勻附著于內(nèi)球體表面；經(jīng)一段時(shí)間外層物料固化形成復(fù)合材料外殼，每層包覆的厚度為10微米；
f: 重復(fù)步驟e直至中間層2的參數(shù)指標(biāo)達(dá)到預(yù)設(shè)值；
g:將熱固性聚合物與其固化劑的混合液灑入滾筒，在滾筒的運(yùn)轉(zhuǎn)中使混合液均勻包覆在中間層2表面；加入對(duì)應(yīng)量的增強(qiáng)體，在滾動(dòng)過(guò)程中使均勻附著于小球表面；經(jīng)一段時(shí)間物料固化形成復(fù)合材料外殼；
h; 重復(fù)步驟g直至最外層1的參數(shù)指標(biāo)達(dá)到預(yù)設(shè)值。
步驟c、步驟e和步驟g每次完成后，均對(duì)玻璃微珠復(fù)合空心球的性能指標(biāo)（主要包括大小分布、非圓比例、真密度、靜水壓強(qiáng)度等）進(jìn)行檢測(cè)，如未滿足生產(chǎn)所需以及客戶所需，那么根據(jù)需要重復(fù)步驟c直至小球達(dá)到目標(biāo)值，再同時(shí)進(jìn)行各性能指標(biāo)檢測(cè)，直到滿足生產(chǎn)所需以及客戶所需，對(duì)玻璃微珠復(fù)合空心球的生產(chǎn)過(guò)程進(jìn)行監(jiān)控，降低了生產(chǎn)過(guò)程中造成的報(bào)廢率。
三明治式復(fù)合材料空心球的性能指標(biāo)主要包括大小分布、非圓比例、真密度、靜水壓強(qiáng)度和體積模量等。其中，大小分布可以通過(guò)網(wǎng)篩或光學(xué)測(cè)試儀來(lái)測(cè)定；非圓比例可以通過(guò)目測(cè)或光學(xué)測(cè)試儀來(lái)測(cè)定；真密度可以通過(guò)真密度儀、排水法或堆積系數(shù)法來(lái)測(cè)定；靜水壓可以通過(guò)壓力容器模擬增壓來(lái)測(cè)定；體積模量可以通過(guò)壓力容器模擬增壓，并計(jì)算壓強(qiáng)與進(jìn)水量之間的比例來(lái)測(cè)定。
三明治式復(fù)合材料空心球的性能可以根據(jù)應(yīng)用需要，通過(guò)改變各層球壁的材料組成和厚度來(lái)進(jìn)行調(diào)整。當(dāng)應(yīng)用需要較高靜水壓下的強(qiáng)度，可以加厚中間層2空心玻璃微珠4增強(qiáng)復(fù)合材料球壁；當(dāng)應(yīng)用需要較好耐磨性和較小體積變形率，可以選用如碳纖維增強(qiáng)復(fù)合材料作為內(nèi)、外層的球壁材料并/或增加其厚度。
實(shí)施例2
如圖1所示：一種三明治式復(fù)合材料空心球，由外而內(nèi)依次包括相互連接的最外層1、中間層2和最內(nèi)層3，所述的中間層2內(nèi)填充有空心玻璃微珠4。
所述中間層2由熱固性聚酰亞胺制成。
所述的最外層1和最內(nèi)層3由熱固性聚丙烯制成。
所述的最外層1填充有增強(qiáng)體，最內(nèi)層3沒(méi)有填充增強(qiáng)體，增強(qiáng)體為玻璃纖維。
其直徑為60毫米，中間層2厚度為10毫米，真密度為800 kg/m3，靜水壓強(qiáng)度為80 MPa。
所述空心玻璃微珠4的真密度為500 kg/m3，靜水壓強(qiáng)度為250 MPa，直徑大小為100微米。
所述空心玻璃微珠4的總體積與中間層2體積的比值為0.7。
所述中間層2的密度為1000 kg/m3，中間層2的彈性模量為 15.0GPa，中間層2的壁厚為5毫米。
由表2得出：相同型號(hào)的三明治式復(fù)合材料空心球與空心玻璃微珠增強(qiáng)型復(fù)合材料空心球在相同相同水壓、工作時(shí)間相同的情況下，三明治式復(fù)合材料空心球的體積變形率以及表面磨損率均更小，因此，三明治式復(fù)合材料空心球集合了纖維增強(qiáng)型與空心玻璃微珠增強(qiáng)型的優(yōu)勢(shì)，取長(zhǎng)補(bǔ)短：比纖維增強(qiáng)型復(fù)合材料空心球有更高的強(qiáng)度/密度比；比傳統(tǒng)復(fù)合材料空心球有更好的耐磨性和更低的體積變形率。進(jìn)而在海洋工程中有廣泛應(yīng)用，如浮力材料，海底采礦提升介質(zhì)，輕質(zhì)耐壓填充物等。
成品球性能可調(diào)控：增加內(nèi)外層纖維增強(qiáng)復(fù)合材料球壁的厚度可增加成品球的耐磨性和剛度；增加中間層2空心玻璃微珠增強(qiáng)復(fù)合材料球壁的厚度可增加成品球的強(qiáng)度/密度比。
表2：為實(shí)施例2所得的三明治式復(fù)合材料空心球與相同型號(hào)的空心玻璃微珠增強(qiáng)型復(fù)合材料空心球在相同水壓、相同的工作時(shí)間下的對(duì)比：
表2
一種適用于制造上述空心球的逐層包覆法，具體步驟如下：
a:在滾筒中加入蒸汽膨脹發(fā)泡的聚苯乙烯內(nèi)球體，設(shè)置滾筒轉(zhuǎn)速為100 rpm；
b:并將滾筒與聚苯乙烯內(nèi)球體一起加熱到70oC；
c:將熱固性聚合物與其固化劑的混合液灑入滾筒，在滾筒的運(yùn)轉(zhuǎn)中使混合液均勻包覆在內(nèi)球體表面；加入對(duì)應(yīng)量的增強(qiáng)體，在滾動(dòng)過(guò)程中使均勻附著于小球表面；經(jīng)一段時(shí)間物料固化形成復(fù)合材料外殼，每層包覆的厚度為100微米；
d:重復(fù)步驟c直至最內(nèi)層3的參數(shù)指標(biāo)達(dá)到預(yù)設(shè)值；
e:將熱固性聚合物與其固化劑的混合液灑入滾筒，在滾筒的運(yùn)轉(zhuǎn)中使混合液均勻包覆在內(nèi)球體表面；隨后加入對(duì)應(yīng)量的空心玻璃微珠4，在滾動(dòng)過(guò)程中使均勻附著于內(nèi)球體表面；經(jīng)一段時(shí)間外層物料固化形成復(fù)合材料外殼，每層包覆的厚度為100 微米；
f: 重復(fù)步驟e直至中間層2的參數(shù)指標(biāo)達(dá)到預(yù)設(shè)值；
g; 重復(fù)步驟c直至最外層1的參數(shù)指標(biāo)達(dá)到預(yù)設(shè)值。
步驟c、步驟e和步驟g每次完成后，均對(duì)玻璃微珠復(fù)合空心球的性能指標(biāo)（主要包括大小分布、非圓比例、真密度、靜水壓強(qiáng)度等）進(jìn)行檢測(cè)，如未滿足生產(chǎn)所需以及客戶所需，那么根據(jù)需要分別重復(fù)步驟c、步驟e和步驟g直至到目標(biāo)值，再同時(shí)進(jìn)行各性能指標(biāo)檢測(cè)，直到滿足生產(chǎn)所需以及客戶所需，對(duì)玻璃微珠復(fù)合空心球的生產(chǎn)過(guò)程進(jìn)行監(jiān)控，降低了生產(chǎn)過(guò)程中造成的報(bào)廢率。
三明治式復(fù)合材料空心球的性能指標(biāo)主要包括大小分布、非圓比例、真密度、靜水壓強(qiáng)度和體積模量等。其中，大小分布可以通過(guò)網(wǎng)篩或光學(xué)測(cè)試儀來(lái)測(cè)定；非圓比例可以通過(guò)目測(cè)或光學(xué)測(cè)試儀來(lái)測(cè)定；真密度可以通過(guò)真密度儀、排水法或堆積系數(shù)法來(lái)測(cè)定；靜水壓可以通過(guò)壓力容器模擬增壓來(lái)測(cè)定；體積模量可以通過(guò)壓力容器模擬增壓，并計(jì)算壓強(qiáng)與進(jìn)水量之間的比例來(lái)測(cè)定。
三明治式復(fù)合材料空心球的性能可以根據(jù)應(yīng)用需要，通過(guò)改變各層球壁的材料組成和厚度來(lái)進(jìn)行調(diào)整。當(dāng)應(yīng)用需要較高靜水壓下的強(qiáng)度，可以加厚中間層2空心玻璃微珠4增強(qiáng)復(fù)合材料球壁；當(dāng)應(yīng)用需要較好耐磨性和較小體積變形率，可以選用如碳纖維增強(qiáng)復(fù)合材料作為內(nèi)、外層的球壁材料并/或增加其厚度。
實(shí)施例3
如圖1所示：一種三明治式復(fù)合材料空心球，由外而內(nèi)依次包括相互連接的最外層1、中間層2和最內(nèi)層3，所述的中間層2內(nèi)填充有空心玻璃微珠4。
所述中間層2由熱固性聚丙烯制成。
所述的最外層1和最內(nèi)層3由熱固性環(huán)氧樹(shù)脂制成。
所述的最內(nèi)層3填充有增強(qiáng)體，最外層1沒(méi)有填充增強(qiáng)體，增強(qiáng)體為針狀硅灰石。
其直徑為30毫米，中間層2厚度為5毫米，真密度為400 kg/m3，靜水壓強(qiáng)度為40 MPa。
所述空心玻璃微珠4的真密度為200 kg/m3，靜水壓強(qiáng)度為100MPa，直徑大小為40微米。
所述空心玻璃微珠4的總體積與中間層2體積的比值為0.3。
所述中間層2的密度為650kg/m3，中間層2的彈性模量為 7.0GPa，中間層2的壁厚為1.5毫米。
由表3得出：相同型號(hào)的三明治式復(fù)合材料空心球與空心玻璃微珠增強(qiáng)型復(fù)合材料空心球在相同相同水壓、工作時(shí)間相同的情況下，三明治式復(fù)合材料空心球的體積變形率以及表面磨損率均更小，因此，三明治式復(fù)合材料空心球集合了纖維增強(qiáng)型與空心玻璃微珠增強(qiáng)型的優(yōu)勢(shì)，取長(zhǎng)補(bǔ)短：比纖維增強(qiáng)型復(fù)合材料空心球有更高的強(qiáng)度/密度比；比傳統(tǒng)復(fù)合材料空心球有更好的耐磨性和更低的體積變形率。進(jìn)而在海洋工程中有廣泛應(yīng)用，如浮力材料，海底采礦提升介質(zhì)，輕質(zhì)耐壓填充物等。
成品球性能可調(diào)控：增加內(nèi)外層纖維增強(qiáng)復(fù)合材料球壁的厚度可增加成品球的耐磨性和剛度；增加中間層2空心玻璃微珠增強(qiáng)復(fù)合材料球壁的厚度可增加成品球的強(qiáng)度/密度比。
表3：為實(shí)施例3所得的三明治式復(fù)合材料空心球與相同型號(hào)的空心玻璃微珠4增強(qiáng)型復(fù)合材料空心球在相同水壓、相同的工作時(shí)間下的對(duì)比：
表3
一種適用于制造上述空心球的逐層包覆法，具體步驟如下：
a:在滾筒中加入蒸汽膨脹發(fā)泡的聚苯乙烯內(nèi)球體，設(shè)置滾筒轉(zhuǎn)速為40rpm；
b:并將滾筒與聚苯乙烯內(nèi)球體一起加熱到50oC；
c:將熱固性聚合物與其固化劑的混合液灑入滾筒，在滾筒的運(yùn)轉(zhuǎn)中使混合液均勻包覆在內(nèi)球體表面；加入對(duì)應(yīng)量的增強(qiáng)體，在滾動(dòng)過(guò)程中使均勻附著于小球表面；經(jīng)一段時(shí)間物料固化形成復(fù)合材料外殼，每層包覆的厚度為45微米；
d:重復(fù)步驟c直至最內(nèi)層3的參數(shù)指標(biāo)達(dá)到預(yù)設(shè)值；
e:將熱固性聚合物與其固化劑的混合液灑入滾筒，在滾筒的運(yùn)轉(zhuǎn)中使混合液均勻包覆在內(nèi)球體表面；隨后加入對(duì)應(yīng)量的空心玻璃微珠4，在滾動(dòng)過(guò)程中使均勻附著于內(nèi)球體表面；經(jīng)一段時(shí)間外層物料固化形成復(fù)合材料外殼，每層包覆的厚度為45微米；
f: 重復(fù)步驟e直至中間層2的參數(shù)指標(biāo)達(dá)到預(yù)設(shè)值；
g; 重復(fù)步驟c直至最外層1的參數(shù)指標(biāo)達(dá)到預(yù)設(shè)值。
步驟c、步驟e和步驟g每次完成后，均對(duì)玻璃微珠復(fù)合空心球的性能指標(biāo)（主要包括大小分布、非圓比例、真密度、靜水壓強(qiáng)度等）進(jìn)行檢測(cè)，如未滿足生產(chǎn)所需以及客戶所需，那么根據(jù)需要重復(fù)步驟c直至小球達(dá)到目標(biāo)值，再同時(shí)進(jìn)行各性能指標(biāo)檢測(cè)，直到滿足生產(chǎn)所需以及客戶所需，對(duì)玻璃微珠復(fù)合空心球的生產(chǎn)過(guò)程進(jìn)行監(jiān)控，降低了生產(chǎn)過(guò)程中造成的報(bào)廢率。
三明治式復(fù)合材料空心球的性能指標(biāo)主要包括大小分布、非圓比例、真密度、靜水壓強(qiáng)度和體積模量等。其中，大小分布可以通過(guò)網(wǎng)篩或光學(xué)測(cè)試儀來(lái)測(cè)定；非圓比例可以通過(guò)目測(cè)或光學(xué)測(cè)試儀來(lái)測(cè)定；真密度可以通過(guò)真密度儀、排水法或堆積系數(shù)法來(lái)測(cè)定；靜水壓可以通過(guò)壓力容器模擬增壓來(lái)測(cè)定；體積模量可以通過(guò)壓力容器模擬增壓，并計(jì)算壓強(qiáng)與進(jìn)水量之間的比例來(lái)測(cè)定。
三明治式復(fù)合材料空心球的性能可以根據(jù)應(yīng)用需要，通過(guò)改變各層球壁的材料組成和厚度來(lái)進(jìn)行調(diào)整。當(dāng)應(yīng)用需要較高靜水壓下的強(qiáng)度，可以加厚中間層2空心玻璃微珠增強(qiáng)復(fù)合材料球壁；當(dāng)應(yīng)用需要較好耐磨性和較小體積變形率，可以選用如碳纖維增強(qiáng)復(fù)合材料作為內(nèi)、外層的球壁材料并/或增加其厚度。
以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例，并不用以限制本發(fā)明，本領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明技術(shù)方案范圍內(nèi)進(jìn)行通常的變化和替換都應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。