碳纖維復(fù)合材料：在船體以及水下耐壓構(gòu)件中的應(yīng)用
2020-03-11
過去，碳纖維復(fù)合材料主要被應(yīng)用于航天航空領(lǐng)域，近年來，這種先進復(fù)合材料也逐步被艦船及水下裝備制造行業(yè)所重視。無錫智上新材在熱固性及熱塑性碳纖維復(fù)合材料的研發(fā)方面一直走在行業(yè)前列，近十年來在與應(yīng)用方的密切合作中，以多樣化的碳纖維零部件為該行業(yè)提供了高性能、輕量化的服務(wù)，并積累了大量的“實戰(zhàn)”經(jīng)驗。下文就由其介紹一下碳纖維復(fù)合材料在船體及水下耐壓構(gòu)件方面的應(yīng)用優(yōu)勢。
具有隱身功能的碳纖維艦船
碳纖維復(fù)合材料在船體上的應(yīng)用優(yōu)勢：
相比于傳統(tǒng)的造船材料，碳纖維復(fù)合材料具有獨特的性能優(yōu)勢。首先，碳纖維復(fù)合材料具有良好的機械性能。用其制造船體，有利于減輕自重，從而降低油耗。在大批量設(shè)計和定制的前提下，船體構(gòu)建起來比較快，施工和維護費用遠低于鋼制船體材料。尤為重要的是，碳纖維與樹脂基體形成的界面能有效阻止裂紋擴展，具有良好的耐疲勞性能，另外，碳纖維表面的化學(xué)惰性體現(xiàn)出耐腐蝕特性，可以有效降低水生物附生等危害。
碳纖維復(fù)合材料透波、透聲性好，無磁性，現(xiàn)有的隱身型軍艦就是用碳纖維復(fù)合材料打造的。用碳纖維復(fù)合材料制造艦船的上層建筑，在減輕船體重量的同時，可通過在夾層中嵌入有濾波功能的頻率選擇層，就可以在預(yù)定的頻率下發(fā)射和接受電磁波，從而屏蔽敵方的雷達電磁波。
碳纖維復(fù)合板
除了船體甲板、上層建筑外，碳纖維復(fù)合材料還可應(yīng)用在艦船的其他方面，應(yīng)用于偵察艦和快速巡航艦推進系統(tǒng)的螺旋槳和推進軸系時，能明顯減輕船體的振動效應(yīng)和噪聲。應(yīng)用于方向舵、特殊的機械裝置和管道系統(tǒng)時，整體性能遠優(yōu)于傳統(tǒng)金屬材料。
碳纖維復(fù)合材料在水下耐壓構(gòu)件中的應(yīng)用優(yōu)勢：
因為具有低密度、高強度、高模量、耐疲勞、耐腐蝕和較好的可設(shè)計性等優(yōu)點，碳纖維復(fù)合材料已在多種潛水器、深海滑翔機等裝備的耐壓構(gòu)件上得到了廣泛應(yīng)用。
國內(nèi)的《深海關(guān)鍵技術(shù)與裝備》重點專項中曾明確提出要研制出適用于全海深，即最大工作深度為11100ｍ的潛水器的復(fù)合材料耐壓殼體，要求在重量體積比不大于0.8g/cm3的前提下，耐壓強度達到110MPa以上。
在該項要求出臺前，國外這類技術(shù)已經(jīng)達到了一定水平，例如美國海洋之門等公司研制的Cy-clops系列載人潛水器，采用碳纖維增強樹脂復(fù)合材料作為耐壓殼，工作深度可達3000-6000ｍ。美國研制的Deepglider深?；铏C耐壓殼也采用碳纖維增強樹脂復(fù)合材料，其質(zhì)量體積比僅為0.47，可在6000ｍ的深度下正常工作。國內(nèi)中科院沈陽自動化研究所自主研發(fā)的海翼號深海滑翔機，其耐壓殼同樣為碳纖維復(fù)合材料，最大工作深度已突破8000ｍ，一舉刷新了水下滑翔機最大下潛深度的世界紀(jì)錄。
碳纖維耐壓殼
為進一步滿足海洋領(lǐng)域的軍事安全、資源勘探、科學(xué)探索和商業(yè)開發(fā)等不同的目的需求，長航程、高航速甚至是大潛深的高性能輕量化海洋裝備成為主要的發(fā)展趨勢。采用碳纖維復(fù)合材料制作的零部件能充分滿足低重量、高強度、耐壓穩(wěn)定性好等要求成為先進海洋裝備的理想原材料，無錫智上新材也竭力為中國海洋事業(yè)的未來發(fā)展貢獻自己的一份力量。
【轉(zhuǎn)載聲明】：本網(wǎng)站所轉(zhuǎn)載的文章，其版權(quán)均歸原作者所有，如果轉(zhuǎn)載行為不符合作者的版權(quán)聲明或者作者不同意轉(zhuǎn)載，請聯(lián)系我們及時修改或刪除。如其他媒體或個人從本網(wǎng)轉(zhuǎn)載有關(guān)文章時，務(wù)必尊重原作者的著作權(quán)，保留本網(wǎng)注明的“稿件來源”。
