碳纤维在船舶上的应用现状
在建造水上船舶进行选材时,需要考虑湿度、盐度和腐蚀等问题,之前的不锈钢、铝合金、钛合金等都是船舶建造时可能会用到的,现在又多了一个,那就是碳纤维复合材料。智上新材料带你看看碳纤维材料在船舶上的应用现状吧。
碳纤维材料在军用船舶上的应用实例
碳纤维复合材料之所谓能够应用在军用船舶上,不仅是因为重量轻和强度高这2个核心特性,而且还有良好的声、磁、电性能,同时它的透波、透声性好,无磁性,这些才是难能可贵的军用船舶所需的重要特性。
将碳纤维复合材料用在军用船舶的上层建筑中,不仅可以大幅降低船舶自身的重量,而且还能在夹层中嵌入有滤波功能的频率选择层,这样就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。
以1999年挪威海军建造的“skjold”级巡航艇为例,该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。
碳纤维材料在民用船舶上的应用实例
民用船舶上使用碳纤维复合材料的情况相对较少,常见于游艇上。国外私人游艇出售和租赁是一门火热的生意,不过只有经济实例允许的人才能参与。私人游艇讲究的就是高大上,碳纤维复合材料不仅在性能上完全能够胜任,同时在颜值上也深受欢迎。
大气的黑色纹路,应用在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,于细微处大幅提升了游艇的整体观感,无形中拉高了品味。不仅在性能上打败玻璃钢、玻璃纤维等材料,同时在外观上赢得人心。
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Baltic公司建造的超级游艇“巴拿马”号双桅船,船身和甲板采用了以碳纤维/环氧树脂为蒙皮、船身长达60m,但总重只有210t,使其具有速度快,油耗低的特点,性能表现卓越。
2014年建成的“中科·联亚”号游艇是目前中国唯一的一艘全碳纤维游艇。它是由碳纤维和环氧树脂结合而成的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。此外,游艇的支索和缆绳也多采用高强度的碳纤维绳索以确保安全。
碳纤维及碳纤维复合材料在船舶上的应用已经较为普及了,只不过我们很少接触到而已。不仅是船舶,航空飞机、航天火箭、高铁车厢等这些大家伙上也已经有了碳纤维的身影,可能我们每天都在与它打交道。
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