艦船用復合材料應用現狀及發展

發布日期：2022-08-15 15:00:51 點擊：

復合材料具有比傳統金屬結構材料更高的強度/質量比，并且使用復合材料來構建重量更輕的船體和結構，在燃料消耗和速度提高方面具有更好的性能。此外，該復合材料還具有耐腐蝕、非磁性和良好塑性優點，因此自其誕生以來，在造船工業中發揮了重要作用。船舶應用研究一直是主要造船國關注的焦點。

艦船復合織物材料

本文簡要介紹了船用復合材料,介紹了國內外船用復合材料的發展過程和應用現狀,并對船用復合材料的發展趨勢進行了分析和展望。

1、復合材料的定義

復合材料是由兩種或兩種以上具有不同物理和化學性質的物質組成的多相固體材料。雖然復合物的組分仍保持相對獨立性，但復合物的性能遠遠優于兩者，而不是簡單的將組分的性能相加。通常復合材料中有一種連續相，稱為基體，用于將增強材料粘結、固定和維持成一定的形狀。另一相是分散相，稱為增強相或增強體。增強材料不構成復合材料中的連續相，它在基體的支持下提供強度和剛度。分散相以獨立的形式分布在整個連續相中，可以是增強纖維，也可以是顆粒狀分散材料。

復合結構材料的分類管理方法存在很多，最基本的按照基體進行材料主要類型企業可以發展分為：聚合物基復合建筑材料，其基體為有機聚合物高分子；金屬基復合納米材料，其基體為金屬，如鋁基復合功能材料、鐵基復合材料等；無機非金屬基復合材料，其基體為陶瓷產品材料（也包括中國玻璃和水泥等）。

2、船用復合材料分類

目前，船舶復合材料，特別是船體結構復合材料，主要由聚合物基復合材料組成，按結構可分為層壓板（纖維增強復合材料）和夾層結構復合材料。包括三種重要的化合物：增強材料、樹脂(即基體)和芯材料。海洋復合材料可分為主承重結構、次承重結構和非承重結構。按其功能可分為結構、阻尼、聲學（含吸聲、隔聲、傳聲）、隱身（含吸波、傳波、反射、選頻）、防護五大系列。

船用復合材料進行性能的優越性主要問題體現在：輕質高強，能有效方法提高船體的儲備浮力；結構分析功能發展一體化，在滿足社會結構可以承載的情況下系統性能可設計，通常需要具有聲學、雷達、減振、防護、低磁等其他工作性能，一般的材料成型工藝過程同樣是經濟結構成型技術過程；耐腐蝕，可滿足高鹽、高濕、紫外等苛刻海洋生態環境保護要求；耐老化，可滿足船舶的長壽命要求。從小型快艇開始，復合材料在船舶上的應用大概經歷3個階段。第一階段，主要在掃雷艇等小型船舶上使用，性能方面要求低，可整體成型。第二階段，在大、中型船舶上得到不同部分學生使用，但使用價值理念仍局限于我們傳統的船體設計，復合材料在船上只是沒有起到減輕生活質量、提高核心部件耐腐蝕能力等輔助治療作用。第三階段，船舶在設計之初充分利用考慮通過使用網絡中所面臨的多種因素復雜變化情況，使用復合材料作為主船體材料，實現對于其他相關材料信息無法真正實現或難以控制實現的功效。