由于具有重量轻、耐腐蚀、耐高温、强度高等特点,近年来在航空航天、海洋开发、舰船、轮船、高铁车厢等各个领域得到广泛应用,取代了许多传统材料。
目前,玻璃纤维和碳纤维复合材料在海洋能源开发、造船、海洋工程维修等领域发挥着巨大的作用。
在船舶上的应用
复合材料在舰船上的首次应用始于 20 世纪 60 年代中期,首先用于制造巡逻炮艇上的甲板室。70年代,猎雷艇的上层建筑也开始使用复合材料。20世纪90年代,复合材料已全面应用于船舶的全封闭桅杆和传感器系统(AEM/S)。与传统造船材料相比,复合材料具有良好的力学性能。用于制造船体时,具有重量更轻、更节能的特点,制造工艺也比较简单。复合材料在舰船上的应用,不仅实现了减重,还增加了雷达和红外隐身功能。
美国、英国、俄罗斯、瑞典、法国等海军高度重视复合材料在舰船上的应用,制定了相应的复合材料先进技术发展规划。
1.玻璃纤维
高强玻璃纤维具有抗拉强度高、弹性模量高、抗冲击性能好、化学稳定性好、抗疲劳性能好、耐高温等特点。可用于制造深水水雷炮弹、防弹装甲、救生艇、高压容器和螺旋桨等。美国海军很早就将复合材料用于舰船上层建筑,装备复合材料上层建筑的舰船数量也是最多的。
美国海军舰艇的复合材料上层建筑最初用于扫雷舰。它是全玻璃钢结构。它是世界上最大的全玻璃复合材料扫雷舰。它具有高韧性和无脆性断裂的特点。具有承受水下爆炸冲击的能力。完美的表现。
2. 碳纤维
碳纤维增强复合材料桅杆在船舶上的应用逐渐兴起。瑞典海军的护卫舰全部采用复合材料制造,实现了高性能的隐身能力,重量减轻了30%。整艘“维斯比”舰磁场极低,可以躲避大部分雷达和先进声纳系统(包括热成像),达到隐身效果。具有减重、雷达和红外双重隐身等特殊功能。
碳纤维复合材料还可以应用于船舶的其他方面。例如在推进系统中可用作螺旋桨和推进轴系,以降低船体的振动作用和噪声,多用于侦察船和快速巡洋舰。在机械设备中,可用作舵、一些特殊的机械装置和管路系统等。此外,高强度碳纤维绳索还广泛用于海军舰艇电缆和其他军用物品。
碳纤维复合材料在船舶上还有其他应用,如推进系统上的螺旋桨和推进轴,其特点是降低船体的振动和噪音,多用于侦察船和快艇、特种机械装置和管道系统等
民用游艇
这艘超级游艇的双桅船、船体和甲板均采用碳纤维/环氧树脂覆盖,船体长60m,但总重量仅为210t。波兰建造的碳纤维双体船采用乙烯基酯树脂夹层复合材料、PVC泡沫和碳纤维复合材料。桅杆臂均为定制碳纤维复合材料。只有部分船体由玻璃纤维增强塑料制成。重量只有45t,而且有速度。具有速度快、油耗低等特点。
此外,碳纤维材料还可用于游艇仪表盘和天线、方向舵,以及甲板、舱室、舱壁等加强结构。
总体而言,碳纤维在海洋领域的应用起步较晚。未来,随着复合材料技术的发展、海上军事的发展和海洋资源的开发,以及装备设计能力的增强,将推动碳纤维及其复合材料的发展。繁荣。
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发布时间:Aug-30-2021