復合材料海洋應用優(yōu)勢明顯 我國亟待解決工藝技術瓶頸
2015年08月03日 10:25 4416次瀏覽 來源: 中國有色網(wǎng) 分類: 新材料前沿 作者: 徐婷 于璐
在遼寧沈陽召開的“海洋工程中關鍵材料發(fā)展戰(zhàn)略研究”咨詢項目研討會上,中國工程院院士周廉在介紹海洋重點材料時強調(diào),復合材料在船舶和海洋結構建造中起到非常重要的作用。目前中國在材料研究和生產(chǎn)方面是薄弱環(huán)節(jié),復合材料的發(fā)展不提高,船舶性能就優(yōu)化不了。未來應以增加復合材料在船舶和海洋結構建造中的應用為目標。
復合材料在船舶和海洋結構建造中用到的主要是纖維增強材料,例如碳纖維與環(huán)氧樹脂復合材料、玻璃纖維復合材料等。在海洋環(huán)境中有許多獨特優(yōu)勢:一是耐腐蝕、抗海洋生物附著,較傳統(tǒng)的造船材料更適合在海洋環(huán)境中使用;二是介電性和微波穿透性好,主要可以用于軍用艦艇隱身;三是無磁性,是掃雷艇、獵雷艇的最佳結構功能材料;四是阻尼性能優(yōu)異,能增加結構韌性、使結構具有減震、降噪功能。
美國、日本在復合材料的制備和應用領域處于領先地位,纖維自動鋪設、液態(tài)復合成型等技術都十分成熟。今天,復合材料在船舶和海洋結構建造中越來越廣泛,包括船殼、地板、墻壁板、甲板和艙壁,以及管道系統(tǒng)、油箱、廢水箱、聲吶罩、管道、泵、閥門和上部結構等領域。
筆者從會議中了解到,近年來,我國艦船材料雖然已取得明顯進步,但與國際先進水平相比,仍然存在諸多方面的不足。由于在制備船舶復合材料上還未形成一條成熟的生產(chǎn)線,材料基本依賴于進口,價格也十分昂貴。另外,企業(yè)制造過程中也存在很多問題:復合材料船體設計規(guī)則和設計方法缺乏標準;碳纖維/乙烯基體系、碳纖維/環(huán)氧體系及其夾心結構的基礎研究不足,長期海洋環(huán)境性能數(shù)據(jù)積累不足;模塊化建造、無模成型、大尺寸大厚度精確制造等技術不足;大型連接結構等安全性評價方法、結構阻燃防火工程評價方法、適合船舶的大型、大厚度復雜結構的無損檢測和評價方法等方面不足。因此導致我國復合材料在海洋工程領域中應用的非常少。
周廉說:“中國要做海洋強國,在艦船制造方面不用先進材料是做不到的。”對于海洋工程的發(fā)展而言,高性能的材料具有基礎性的意義。甚至是海洋工程的不同領域,都對先進材料有著十分迫切的需求。艦船裝備與材料的依存關系,相當于衣服與布料,飯食與谷物??梢哉f,沒有相應的材料及制備應用技術,也就研制不出能滿足預定要求的艦船裝備,艦船裝備的發(fā)展也就無從談起。
專家指出,一直以來,復合材料都是整體設計、整塊制造、整份銷售,并沒有專門制備某一零部件的工廠,這在一定程度上限制了復合材料的發(fā)展。如果將復合材料的制備過程細分化,以材料設計、結構研究、模型制造、連接復合技術等為細分方向,形成一條有序的生產(chǎn)鏈。那么,復合材料的制備技術將會走向專業(yè)化和精確化。
周廉鼓勵越來越多的零部件制造廠出現(xiàn),促進復合材料的生產(chǎn)、加工,形成一條成熟的產(chǎn)業(yè)鏈,增加復合材料在船舶建造和海洋工程領域的應用。
責任編輯:于璐
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