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海洋工业中的复合材料

复合材料是指将碳纤维亚博网站下载、玻璃纤维或芳纶等增强材料用树脂进行增强,使其具有更强的材料性能,适用于不同的应用场合。与传统的木或钢材料结构相比,它们提供了更高的强度和重量比,并且需要更少的技能来产生一个重要的船体完成。

复合材料已在海洋工业亚博网站下载中使用多年。几十年来,复合材料更传统的应用包括格栅、管道、轴、管道、壳体等。木材和钢丝网水泥是仍在用于海洋应用的一些其他复合材料技术。

船用复合材料亚博网站下载

钢丝网水泥

铁水泥可能是复合材料在海洋工业中最早的应用,用于开发低成本驳船。一个由覆盖着铁丝网的钢筋形成的钢框架,被用作“模板”,通过在模板周围浇筑水泥来形成船体。然后涂上水泥,然后固化。尽管电枢是一种廉价的复合材料,但在化学腐蚀的海洋条件下,电枢腐蚀是一个常见的问题。然而,今天仍有一些铁船在使用。

玻璃钢

玻璃纤维是在聚酯树脂发展之后才出现的。很快,自20世纪50年代初以来,玻璃钢船就出现了,并在今天的海洋应用中继续成为一种重要的复合建筑技术。

木材/胶粘剂复合材料

战时的需求导致了“热模制”和“冷模制”造船技术的发展,这种技术基于在框架上铺设薄木皮。另一方面,高性能脲基胶粘剂也被广泛开发用于船舶船体成型和飞机制造,以帮助加快生产过程,减少对铝和钢的依赖。

芳纶纤维复合材料

芳纶纤维被广泛应用于帆船龙骨、船首等结构的加固。此外,芳纶复合材料也有改进的减震特性,完美的海洋赛车应用。

碳纤维

碳纤维越来越多地用于帆船、超级游艇上的家具和高强度的内部装饰,因为它们提供了船舶稳定性的好处,并在重量最小的情况下提供高性能。碳纤维也被视为一种时髦的材料,不仅经常取代优越的材料特性,而且还取代了编织材料的美学成分。

海洋复合材料的利弊

海洋复合材料的一些主要优点包括:

  • 优异的强度重量特性
  • 耐腐蚀-适用于不同的应用场合
  • 与传统方法/材料相比,具有复杂形状和几何形状的结构可以相对容易地制作亚博网站下载
  • 低维护成本
  • 易于维修
  • 增强刚度
  • 可定制的灵活性

海洋复合材料也有明显的缺点,如下所示:

  • 通常,抗冲击性较低
  • 有些复合材料的耐热性较低
  • 抗紫外线能力较低——这在海洋环境中是非常重要的
  • 初始成本高于一些传统材料亚博网站下载
  • 准各向同性弹性模量低于钢和铝。

海洋复合应用-示例

碳纤维增强环氧复合材料越来越多地用于覆盖蜂窝或泡沫材料的船体,用于结构框架、龙骨、桅杆、杆和臂架,甚至用于碳绞车卷筒和轴系。复合材料的使用有助于提高性能,并将极端航行条件下的故障风险降至最低。与其他海洋结构相比,赛艇更广泛地使用先进的聚合物复合材料,以减轻重量并提高耐久性。

赛车动力艇现在越来越多地采用先进和混合复合材料,以提高性能和安全性。福瑟吉尔复合材料公司(Fothergill Composites Inc., Bennington)设计了一款安全电池驾驶舱,由碳和芳纶纤维制成,芳纶蜂窝芯可以在任何情况下保护驾驶员,特别是在高速碰撞的情况下。这个结构能够承受100英尺的跌落测试而没有任何重大损坏!

结论

近年来,在了解海洋环境中复合材料及其定制结构的特性方面取得了相当大的进展。加工和生产部门也受到了更多的关注,因此有可能建造能够承受重负荷的复杂、大型组件。然而,将复合材料用于海洋应用所涉及的关键挑战包括需亚博网站下载要优化使用复合材料建造的船只、船舶和其他海洋人工制品的资本支出和运营成本。

亚博网站下载材料科学亚博老虎机网登录和复合材料技术发展迅速,新型复合材料,如环氧树脂混合物,包括碳纳米管的应用,越来越受到人们对高性能海洋结构物的关注。事实上,轻质、易生产、耐用性和强度使复合材料在海洋应用中发挥着至关重要的作用。

随着海洋部门继续寻求提高效率和降低总成本,复合材料将在未来的海洋建筑中发挥巨大的作用。亚博网站下载

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