碳纤维复合材料在船舶方面的应用
来源：搜狐时间：2020-03-09点击量：371
江苏博实科技：碳纤维复合材料因自身重量轻、强度高、耐高低温等特点，被广泛应用于航空航天、高铁汽车、土木建筑、体育休闲等领域。除此之外，碳纤维复合材料还具有优良的抗疲性能、耐腐蚀性以及优良的施工性能等，这让碳纤维复合材料在有着特殊要求的海洋领域的应用前景中同样不容小觑。近年来，碳纤维复合材料在船舶制造领域发挥着越来越大的作用。
1、碳纤维复合材料在军事舰船中的应用
碳纤维复合材料透波性、透声性能良好，无磁性，因此对于提高军舰的隐身性能有着重要意义。在舰船的上层建筑中使用碳纤维复合材料不仅可以减轻船体的重量，并且通过在夹层中嵌入有滤波功能的频率选择层，可以在预定的频率下发射和接受电磁波，从而屏蔽敌方的雷达电磁波。如1999年挪威海军建造的“skjold”级巡航艇采用了由聚氯乙烯泡沫芯层、玻璃纤维和碳纤维夹层组成的夹芯复合材料，这种设计既提高了强度重量比，具有良好的抗冲击性能，也使得低磁性、抗红外能力以及抗雷达扫描等特性大大增强。而2000年服役的瑞典Visby级护卫舰整舰都采用了碳纤维复合材料，具有减重，雷达、红外双重隐身的特殊功能。
碳纤维复合材料军用舰艇
碳纤维复合材料还可应用在舰船的其他方面。例如，以碳纤维增强复合材料制作的桅杆，不仅不易侵蚀，有利于设备的保养，而且具有良好的雷达隐身探测功能；在推进系统上可用作螺旋桨和推进轴系，减轻船体的振动效应和噪声，多用于侦察舰和快速巡航舰；在机械和装备上可用作方向舵，某些特殊的机械装置和管道系统等。另外，高强度的碳纤维绳索在海军军舰的缆绳和其他军用物品上也有广泛的应用。
2、碳纤维复合材料在民用游艇上的应用
价格昂贵的大型游艇一般为私人所有，要求质量轻、强度高、耐用性好。碳纤维复合材料可以应用于游艇的仪器表盘和天线，方向舵以及甲板、船舱、船舱壁等增强结构中。传统的复合材料游艇主要由玻璃钢制成，但是由于刚度不足，满足刚度设计要求后往往船体过重，而且玻璃纤维是致癌物质，国外逐步禁用。如今的复合材料游艇中碳纤维复合材料的使用比例大大增加，有的甚至全部采用碳纤维复合材料。例如波兰双体船厂Sunreef Yachts建造的碳纤维双体帆船Sunreef 80 Levante采用了乙烯酯树脂夹层复合材料，PVC泡沫和碳纤维复合材料。桅杆吊杆均是定制的碳纤维复合材料，只有部分的船身使用了玻璃钢。空载重量仅有45t，速度快，油耗低，性能卓越。
碳纤维复合材料民用游艇
2014年建成的“中科·联亚”号游艇是目前我国唯一一艘全碳纤维游艇。它是由碳纤维环氧树脂基复合材料打造的绿色游艇，比同类型玻璃纤维游艇重量轻了30%，并且强度更高、速度更快、油耗更低。江苏博实目前可以定制全碳纤维复合材料小型船，船体采用模压工艺，质量轻、耐冲击、防腐蚀、使用寿命长。此外，游艇的支索和缆绳多采用高强度的碳纤维绳索以确保安全。由于碳纤维既具有高于钢铁的拉伸模量和几倍乃至数十倍的拉伸强度，又具有纤维的可编织性能，以此作为基体材料制作碳纤维绳索，恰好可弥补钢丝绳和有机高分子绳索的不足。
碳纤维复合材料小型船
相比于传统的造船材料，碳纤维复合材料具有天然的优势。首先，碳纤维复合材料制造的船体，具有质轻低油耗的特性，而且建造工艺相对简单、周期短、成型方便，因此施工和维护费用远低于钢制船舶，并且机械性能良好。同时由于碳纤维与树脂基体材料具有良好的耐疲劳性能、抗腐蚀性能，所以船体能拥有更长的使用寿命；此外，由于碳纤维表面的化学惰性，船体具有水生物难以附生，这也是船舶建造选材非常重要的因素之一。目前，碳纤维复合材料在船舶制造上的优势正在被不断开拓，同时，应用领域的拓展也促进了碳纤维领域的不断发展。
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