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船舶工业中使用的碳纤维材料

发布时间: 2023年04月12日

复合材料广义地定义为其中用加强材料加强粘合剂的那些。用当代术语来说，粘合剂通常是树脂，加强材料由玻璃丝（玻璃纤维），碳纤维或芳纶纤维组成。但是，还有其他复合材料，例如铁氧体和木材树脂，可在造船中使用。

复合材料具有比传统的木材或钢方法更高的强度/重量比的上风，并且它们必要较低的技术水平才能在半工业规模上生产出可接受的船体饰面。

船用复合材料的历史

钢丝网水泥

最早在船上使用复合材料的可能是钢丝网加水泥。这种材料在二十世纪上半叶被广泛用于建造低成本，低技术的驳船。

在本世纪晚些时候，它不仅在住宅项目中流行，而且在造船厂也很流行。由钢筋制成的钢框架形成船体外形，并覆盖着铁蒺藜。然后在上面抹上水泥，固化。便宜且简单的复合材料，尽管海洋环境中的化学侵蚀普遍存在。但是，今天仍然有成千上万的“ ferro”船在使用–这种材料使很多人实现了本身的梦想。

玻璃钢

在第二次世界大战期间，刚开发出聚酯树脂后，无意发现了在吹制的熔融玻璃流中吹入空气的生产工艺，从而获得了玻璃纤维。很快，玻璃纤维加强塑料成为了主流，GRP船在1950年代初开始可用。

木材/粘合剂复合材料

战时的压力还导致了冷模和热模造船技术的发展。这些方法必要在框架上铺设薄木板外观，并用胶水浸透每一层。为飞机制造商开发的高性能脲基胶粘剂被广泛用于模制船体的新技术，通常用于PT船。一些粘合剂必要在烤箱中烘烤才能固化，并且开发了热成型的船体，尽管因为使用工业烤箱而受到尺寸限定。

船用当代复合材料

自1950年代以来，聚酯和乙烯基酯树脂稳步改动，GRP已成为造船中使用最广泛的复合材料。它也用于造船，通常用于必要非磁性船体的扫雷器。对于当代环氧化合物，早代船遭受的渗透题目如今已成为曩昔。在21日世纪，容积玻璃钢船生产遵循一个完备的工业生产过程。

现在，木质/环氧树脂成型技术仍在使用，通常用于划艇。自从引入高性能环氧树脂以来，其他木材/粘合剂复合材料也得到了发展。条状木板是一种用于家庭船的流行技术：将木板条（通常是雪松木）纵向铺在框架上并涂上环氧树脂。这种简单的结构提供了便宜而结实的结构，并且业余兴趣者可以轻松实现其光洁度。

在造船的前沿，芳纶纤维加强了帆船的关键区域，例如船头和龙骨部分。芳族聚酰胺纤维还提供改动的减震性能。碳纤维桅杆日益普及，由于它们具有紧张的性能和容器稳固性。

帆船在其帆结构中还使用了复合材料，碳纤维或玻璃纤维带可提供柔性但尺寸稳固的基体，在该基体上可层压合成帆布。

碳纤维还具有其他海洋用途-例如用于高强度的内饰线条和超级游艇上的家具。

造船业复合材料的将来

碳纤维的成本随着产量的增长而降落，因此薄碳纤维（和其他型材）的可用性可能会在船舶生产中变得更加普遍。

材料科学和复合技术正在敏捷发展，新的复合材料包括碳纳米管和环氧混合物。最近，作为概念项目交付了带有使用碳纳米管建造的船体的小型海军舰船。

轻巧，强度，耐用性和易于生产意味着复合材料将在船艇制造中发挥越来越大的作用。尽管使用了所有新的复合材料，但纤维加强的聚合物复合材料仍将保留很多年，尽管它一定会与其他奇特的复合材料合作。

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