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复合材料在船艇中的应用

0复合材料船舶在船基船上的应用

自20世纪40年代中期以来，笫一艘玻璃战舰出现以来，要造船厂先后开发了几艘复合

战舰。多年来，在英、美、法、意、H和瑞典等传统造船强国的推动下，复合材料在船艇中

的应用日益广泛

近年来，随着复合材料造船技术的迅速发展，其在军民用舰船中获得了更多的应用。以下就

复合材料、船体设计、成型工艺和质量控制技术及其在舰船中应用的进展作一介绍。

1原材料及其必威体育精装版技术

1.1纤维增强材料

1.1.1纤维胶带

(1)建造低性能的船基材料和弹性材料在船基

国外一般的复合材料船艇均采用E-玻璃纤维(无碱玻纤)作为增强材料,而我国的复合材料

船艇除E-玻纤外，一些低性能的船艇为降低成本曾采用或部分采用中碱玻纤建造船体。后

来中国船级社曾规定中碱玻纤应经增强型的浸润剂处理，其玻璃钢的性能应达到接受的无

碱玻璃钢的性能要求，且仅允许用于15m以下小艇的甲板和上层建筑。现中国船级社已明

确规定，不应使用中碱玻纤及其织物作为玻璃钢船建造所用增强材料。

(2)深水决定应用市场

高强度玻纤与E-玻纤相比，具有拉伸强度高、弹性模量高、抗冲击性能好、化学稳定性好、

抗疲劳性好、耐高温等优良性能，可用于深水水雷外壳、防弹装甲、救生艇、高压容器及

螺旋桨(S玻纤/尼龙)等。截至20世纪末，己开发的高强度玻纤要有:美国的“S”和“S-

2”玻纤、日本的“T”玻纤、俄罗斯的“BMJI”玻纤、法国的“R”玻纤和中国南京玻

璃纤维研究设计院的“HS”系列玻纤。表1是这些高强度玻纤与E-玻纤的性能对比

(3)高性能玻纤

近年来根据市场和产品的需求,在E-玻纤成分的基础上，又开发了各种高性能玻纤,并正在

逐步推广。对于高性能玻纤的开发，美国各公司的工作最为出色,几年来相继发布的高性能

玻纤有ZENTR0N超高强玻纤、ECR无硼耐化学侵蚀玻纤、ADVANTEX无碱无硼无氟的耐腐

蚀系列玻纤、S-1新型高性能玻纤无捻粗纱和HYBON新型高性能玻纤无捻粗纱系列制品等

1.1.2和连续玄武岩纤维

纤维、芳纶纤维、超高分子量聚乙烯纤维和连续玄武岩纤维已列为我国中长期鼓励发展

的四大高科技纤维，以下仅介绍可用作船体材料的纤维利连续玄武岩纤维的必威体育精装版动向。

(1)小丝束纤维

纤维按其用途可分为宇航级的小丝束(通常为小于12K)纤维和工业级的大丝束(通常为

大于24K)纤维。以往主要致力于研发生产小丝束的那些世界著名纤维制造商，近年来

多已转向于开发制造工业级的大丝束纤维。由于大丝束纤维既能满足，业领域的应用,

还可大幅度降低成本,性价比很高,因此非常适用于复合材料船艇工业。

(2)船舶cbf的研究与开发

“连续玄武岩纤维”(ContinuousBasaltFibre,简称CBF)是以纯天然火山岩为原料，在1

450-150(TC熔融后，通过伯铃合金拉丝漏板高速拉制布成的连续纤维，是•种纯天然的无

机非金属材料。与前三种高科技纤维相比,CBF除了具有高科技纤维的高强度、高模量特点

外，还具有温度范围广(-269〜700℃)、抗氧化、抗辐射、绝热隔音、过滤性好、适应于各

种环境下使用等优弁性能:且性价比高。CBF的制造技术发源丁前苏联，由丁其生产技术含

量很高，目前全世界能生产CBF的仅有俄罗斯、乌克兰、比利时和中国等少数几个国家。

在上述四大高科技纤维中,我国唯有CBF的研制与先进国家处于同一起跑线上，并可能后来

居上。近几年来，中国船舶及海洋工程设计研究院与浙匚石金玄武岩纤维有限公司等邑位

合作,积极开展CBF及其复合材料在船舶中的应用技术研究,取得了很大进展。已制出世

界上单丝直径最细的CBF,并能批量生产中小型船艇所需的各种CBF船用制品，还成功地制

了几艘CBF复合材料小型船艇。

1.2树脂

1.2.1间苯型聚酯树脂

船舶中最常用的基体树脂是不饱和聚酯树脂,对于高性能船艇则采用价格稍贵,而抗冲击和

防水性能较