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船用碳纖維復合材料的發展趨勢變化

中國產業競爭情報網  2020-03-05  瀏覽:


  早期碳纖維復合材料都是應用在小型巡邏艇和登陸艦上。相對差的制造質量和船體剛度限制了船舶的長度不能超過15m,排水量不超過20t。近年來,隨著復合材料設計、制備成本的降低,以及力學性能提高,復合材料開始在大型艦船,如獵雷艇和輕型護衛艦上得到應用。隨著技術的發展,船舶的長度呈穩定的增加趨勢,現在已有80-90m的全復合材料海軍艦船。


  美國是復合材料科學技術發展最先進,復合材料應用最廣、用量最大的國家,在船舶復合材料的應用方面,其規模和技術都走在世界前列。美國海軍于1946年采用聚酯玻璃鋼建成了交通艇,是世界上第一艘復合材料艦船,隨后又制造了玻璃鋼登陸艇、工作船等。


  進入21世紀后,美國進一步加強了復合材料在船舶建造的應用,采用新型高強碳纖維/乙烯基樹脂的夾心層結構,取代傳統玻璃纖維等低強度纖維,建成的新型船舶穩定性高、航速快,并具有隱身、反潛、反水雷能力。歐洲復合材料船舶工業也十分發達。


  20世紀60年代中期,英國采用玻璃鋼先后制造了450t的大型掃雷艇和625t的獵雷艇,1973年采用復合材料建造了全玻璃鋼反水雷艇,其成功應用推動了復合材料的迅速發展,20世紀90年代,英國成功應用碳-玻混雜纖維建造了摩托艇、巡邏艇等,隨著技術的發展,近年來還成功應用回收塑料瓶再加工材料建造艦船,不僅降低了成本,還符合材料生物降解以及循環利用的發展方向。20世紀90年代瑞典成功研制了世界上第一艘復合材料隱形試驗艇,并逐步發展形成了以高性能碳纖維和夾芯結構為特點的建造方式,開發建造了集先進復合材料技術和隱身技術于一體的系列輕型驅逐艦,已成功下水服役。


  20世紀90年代瑞典成功研制了世界上第一艘復合材料隱形試驗艇,并逐步發展形成了以高性能碳纖維和夾芯結構為特點的建造方式,開發建造了集先進復合材料技術和隱身技術于一體的系列輕型驅逐艦,已成功下水服役。


  日本自20世紀50年代起就開始建造玻璃鋼船,在高性能船、賽艇和豪華游艇建造方面取得了不俗的成績。進入21世紀,日本開始研究制造高性能復合材料軍用船舶,目前已成功建成第一艘玻璃鋼復合材料掃雷艇并投入使用。


  我國復合材料在船舶方面的研發應用起始于1958年,第一艘玻璃鋼工作艇誕生于上海。在20世紀70年代中期曾研制過一艘總長近39m的掃雷試驗艇,此后對GRP/CM反水雷艦艇的研發工作就中斷了十多年。20世紀90年代以來,隨著技術發展與工藝引進,我國采用復合材料生產了大量游艇、帆船、救助艇,以及公安、武警、海監、海關等航速較高的巡邏艇、執法艇、緝私艇等準軍事艇,但迄今為止還未設計建造一艘高科技含量的海軍反水雷艦艇。


  與國外相比,目前我國船用復合材料應用范圍和規模仍然較小,但借著碳纖維復合材料在國內高速發展的東風,國內船用碳纖維復合材料的發展令人側目。其碳纖維復合材料聲納導流罩、碳纖維復合材料雷達天線罩等都已形成較為成熟的應用。


  由此可以看出國內在碳纖維復合材料船用方面擁有非常大的潛力,雖然整體與國外還存在一定差距,不過相信在眾多材料人的努力下,未來國內船用復合材料的發展差距一定會逐漸縮短,甚至超越。

 

 

 

 

 

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