隨著玻璃纖維/碳纖維復合材料的融入，海洋產(chǎn)業(yè)正在經(jīng)歷一場革命性的變革，從休閑船到大型海軍艦艇，一切都在發(fā)生改變。在本文中，我們將探討復合材料在海洋產(chǎn)業(yè)發(fā)展中的應用、所用的復合材料類型以及復合材料在船舶中的優(yōu)勢，同時概述創(chuàng)新項目示例。
船舶工業(yè)復合材料簡介
復合材料用于船舶行業(yè)，以制造輕質(zhì)、耐用且耐腐蝕的船舶，以抵御惡劣的海洋環(huán)境。復合材料用于船體、甲板、桅桿和內(nèi)部裝置的建造，可實現(xiàn)流線型、節(jié)能的設計。復合材料注重性能和可持續(xù)性，與鋼鐵或木材等傳統(tǒng)材料相比具有顯著優(yōu)勢。
海洋環(huán)境中使用的復合材料類型
海洋環(huán)境要求材料能夠承受惡劣條件，例如腐蝕性海水、極端天氣條件、船舶表面海洋生物的生長（生物污垢）、化學物質(zhì)暴露以及潮濕和潮濕。玻璃纖維和碳纖維復合材料是海洋工業(yè)用來對抗這些條件的熱門材料選擇。
1、玻璃纖維復合材料：一種流行的選擇
玻璃纖維復合材料因其多功能性和成本效益而受到海洋工業(yè)的廣泛青睞。這些復合材料的特點是嵌入樹脂基質(zhì)的玻璃纖維，具有相當大的強度、耐用性和對腐蝕性海洋環(huán)境的抵抗力。它們易于模制成復雜的形狀，使其成為從小型船只到大型游艇等一系列海洋應用的理想選擇。
2、碳纖維及其他先進復合材料
碳纖維復合材料以其高強度重量比而聞名，在高性能船舶應用中的應用日益廣泛。這些復合材料具有更高的剛度和強度，并減輕了重量，非常適合賽艇和先進的海軍艦艇。此外，人們還在探索其他先進復合材料，包括芳綸纖維和混合材料，因為它們具有獨特的性能，例如更高的抗沖擊性和更低的吸水率，從而進一步拓展了船舶技術的可能性。
復合材料在船舶中的應用
復合材料在船舶上的使用代表了海洋工程領域的一次重大飛躍，提高了性能、耐用性和設計靈活性。
1、在商船中的使用
在商業(yè)航運中，復合材料因其強度高、重量輕和耐腐蝕性而得到越來越多的應用。它們被應用于船體、甲板和上層建筑等部件，有助于提高燃油效率并降低維護成本。復合材料的適應性還允許創(chuàng)新設計，提高載貨能力和運營效率。
2、休閑船艇和游艇中的復合材料
在休閑劃船和游艇領域，復合材料在實現(xiàn)高性能和美觀方面發(fā)揮著至關重要的作用。這些材料可以實現(xiàn)時尚、流線型的設計，減輕重量，提高速度和穩(wěn)定性。在游艇中使用復合材料還可以實現(xiàn)設計定制，以功能和美觀的增強來滿足奢侈品市場的需求。
復合材料在海洋應用中的優(yōu)勢
復合材料在海洋應用中具有一系列優(yōu)勢，例如在惡劣環(huán)境下提高耐用性、提高耐腐蝕性、改善輕量化、節(jié)能設計、提高沖擊吸收性和抗沖擊性，以及降低吸水敏感性。
1、耐腐蝕和長壽命
復合材料在海洋環(huán)境中的主要優(yōu)勢之一是耐腐蝕，尤其是在海水和惡劣環(huán)境中，例如強烈的紫外線輻射和熱量、海浪引起的高機械應力、嚴重的風暴、長時間暴露在潮濕環(huán)境中、高濕度和冰凍溫度下。這種耐腐蝕特性顯著提高了船舶的使用壽命，減少了頻繁維修和更換的需要，從而提供了更可持續(xù)、更具成本效益的解決方案。
2、維護最佳實踐
在海洋應用中維護復合材料需要采取特定做法，以確保其使用壽命和性能。定期檢查損壞情況、采用適當?shù)那鍧嵓夹g以防止生物污染以及遵守制造商的指導方針至關重要。然而，與傳統(tǒng)材料相比，復合材料減少了頻繁維護的需求，這是另一個好處，可以降低運營成本。
3、設計靈活性
復合材料具有無與倫比的設計靈活性，可實現(xiàn)傳統(tǒng)材料難以實現(xiàn)的創(chuàng)新和復雜形狀。這為商業(yè)和休閑船舶應用提供了定制解決方案，并提高了性能、燃油效率和整體美觀度。
采用復合材料的創(chuàng)新海洋項目
復合材料處于海洋工業(yè)一些最具創(chuàng)新性的項目的前沿，展示了其多功能性和卓越的性能。
1、尖端海軍艦艇
在海軍艦艇領域，復合材料被用于制造更輕、更快、更靈活的尖端艦艇。其卓越的強度重量比可顯著提高速度和燃油效率，同時增強隱身能力。這些艦艇使用復合材料代表了海軍技術的重大進步，為現(xiàn)代海戰(zhàn)提供了戰(zhàn)略優(yōu)勢。
一個例子是全球海軍作戰(zhàn)艦艇艦隊，即 26 型護衛(wèi)艦。格拉斯哥號于 2022 年開始舾裝階段建造，預計將在 2030 年前與卡迪夫號和貝爾法斯特號一起加入艦隊。伯明翰號、謝菲爾德號、紐卡斯爾號、愛丁堡號和倫敦號預計將在 2030 年后加入艦隊。
格拉斯哥號是英國皇家海軍第一艘采用復合材料制造主要結構部件的艦艇，即一個可減輕頂部重量的大型封閉式主桅桿。該主桅桿“支撐著一系列傳感器”，并“允許將主雷達置于水線以上約 35 米處”。它還在玻璃纖維圓頂內(nèi)安裝了一個主動/被動式船首安裝聲納陣列。
2、專用潛艇和水下航行器
復合材料還對專業(yè)潛艇和水下航行器的發(fā)展產(chǎn)生了重大影響。它們能夠承受高壓環(huán)境和腐蝕性深海條件，是此類應用的理想選擇。這些材料可以制造出更耐用、聲學特征更低的潛艇，能夠執(zhí)行更深、更長時間的任務。這些水下航行器中使用復合材料證明了其在極端海洋環(huán)境中的多功能性和能力。
一個例子就是皇家海軍的“機敏”級潛艇。 目前，已有五艘“機敏”級潛艇服役，其中阿伽門農(nóng)號潛艇將于 2024 年服役，阿金庫爾號潛艇將于 2024 年至 2026 年間服役。“機敏”級潛艇的設計采用了復合材料制成的整流罩，可降低旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)子發(fā)出的聲能，展示了復合材料如何應用于尖端創(chuàng)新海洋項目。
復合材料在海洋工業(yè)中的未來
隨著復合材料技術的進步，海洋產(chǎn)業(yè)即將迎來變革。
新興趨勢和技術
復合材料技術的新興趨勢將進一步徹底改變船舶設計和建造。能夠適應環(huán)境變化的納米復合材料和智能材料等創(chuàng)新技術即將問世。這些進步有望提高船舶的性能、減輕重量并提高船舶的耐用性，這表明復合材料在未來將在船舶技術中發(fā)揮更加不可或缺的作用。
環(huán)境影響和可持續(xù)性考慮可持續(xù)性在海洋工業(yè)中變得越來越重要，而復合材料則處于這一運動的最前沿。它們的使用壽命更長、維護需求更少、可回收性更強，符合環(huán)保目標。未來的發(fā)展重點是環(huán)保樹脂和制造工藝，以最大限度地減少對環(huán)境的影響，確保海洋工業(yè)在技術和可持續(xù)性方面取得進步。
復合材料在海洋工業(yè)中的應用概述
顯然，復合材料不僅是海洋工業(yè)的現(xiàn)在，而且對其未來也至關重要。這些材料的多功能性、耐用性和可持續(xù)性為未來的創(chuàng)新奠定了堅實的基礎。從增強海軍能力到徹底改變休閑劃船，復合材料正在樹立新的標桿。隨著我們的前進，我們可以期待看到該領域出現(xiàn)更多突破性的應用和發(fā)展，鞏固復合材料作為海洋技術進步基石的地位。（來源：復材前沿）
－－－－－－
相關文章推薦：
漁船玻璃鋼化是中國漁船裝備高質(zhì)量發(fā)展的必由之路
兩岸猿聲啼不住，輕舟已過萬重山---中國玻璃鋼漁船發(fā)展風雨歷程
長風破浪會有時，直掛云帆濟滄海---國外玻璃鋼漁船發(fā)展史
面對新一輪環(huán)保革命 | Synolite新麗材低苯乙烯樹脂為您保駕護航
劍在手，問天下誰是英雄！--FRP漁船制造 真空樹脂導入成型 手糊成型工藝PK?
無蠟垢更好用！玻璃鋼專用脫模蠟——美國Stoner蜜蠟250脫模蠟，您值得擁有！
還在為車間氣味、粉塵、廢料處理等問題發(fā)愁嗎？新型VPI硅膠真空成型工藝為您輕松搞定
幾度風雨幾度春秋，風霜雪雨搏激流——中國漁船玻璃鋼化是必然發(fā)展趨勢！
