复合材料在海洋环境中的应用-(1).pptVIP

;§1玻璃钢在海洋环境中的应用

1、玻璃钢的组成

玻璃纤维：无碱、低碱、中碱、高碱纤维

〔国内船舶工业：无碱、中碱纤维以其制品〕

合成树脂：船用合成树脂以不饱和聚脂树脂为最多。

耐腐蚀性：那么主要取决于树脂的有关性能。

辅助剂：影响玻璃钢的性能。;2、玻璃钢的成形工艺

船用玻璃钢多采用手糊法，包括：

〔1〕模具准备工作

〔2〕玻璃纤维制品的准各工作

〔3〕调配树脂

〔4〕手工糊制成型

〔5〕固化及热处理

〔6〕脱膜及加工;3、玻璃钢的性能

〔1〕比重小、比强度高〔快速船舶理想材料〕

玻璃钢：比重1.6～1.9，约为钢材的1/5

优点：可增加船舶载重量，提高航速

增加潜艇或深水考查船的下潜深度

〔2〕非磁性材料，良好的电绝缘和隔热性能

优点：用于船舶能提高电子设备的精确性

可防止磁性水雷的攻击和雷达的发现

〔3〕耐腐蚀性强、便于维修保养

优点：使用寿命长;〔4〕可根据使用特点进行设计施工，成型工艺简单

优点：建造周期短

〔5〕玻璃钢的冲击韧性好，吸收冲击能量大。

优点：良好的防弹性能

击穿时不会产生严重破坏，且易修补

〔6〕良好的透声性、抗震性和化学稳定等;4、玻璃钢在海洋环境下的应用

〔1〕玻璃钢在水面舰船中的应用

美国：是最早在船舶工业中应用玻璃钢的国家，早在1946年就制造了第一艘玻璃钢交通艇，l947年又试制了10米纤维增强塑料船。1970年大约有16吨的玻璃纤维增强塑料用于造船，作各种船体结构、甲板、上层建筑物等多种产品。1962～1972年间纤维增强塑料船总数达55万余艘。现在美国海军部规定，长16米以下的舰船全部采用增强塑料制做。;;〔2〕玻璃钢在潜艇与深水考查船中的应用

优点：比强度高，用作深水潜艇耐压壳时潜水深度至少比钢耐压壳深80%，可达4500米以下。

美国：从1953年开始相继制造了玻璃钢耐压壳潜艇“加维纳号〞、“海狸号〞等，另外还用玻璃钢制造了潜艇指挥塔、导流罩、声纳罩等。

英国：“澳白龙〞级潜艇采用玻璃钢做耐压壳、水平舵、天线罩和桅杆等约用了120吨玻璃钢。;〔3〕海洋环境下玻璃钢的应用局限性

目前，玻璃钢虽然在船舶与海洋工程中已获得广泛应用，但由于它存在弹性模量低，长期耐高温性能较差、有老化现象、生产工艺落后、原料本钱和造价过高、耐磨性差等原因，玻璃钢用于建造大型舰船，目前尚受到一定限制，有待进一步研究以获解决。

劳动强度高、效率低、制作环境有害于健康！;;;浮力材料的具体要求：

需长期浸泡在水中，耐水、耐压、耐腐蚀和抗冲击。

强度与浮力关系：水深增加，强度亦增加，密度随之加大，浮力系数减小。

吸水率低，吸水平衡时间短。

浮力材料本身不能防水时还需包敷防水层〔外外表包敷材料耐腐蚀和抗冲击以延长它的使用寿命〕。

目前的应用：

水中设备的配重，水中的浮缆、浮标、海底埋缆机械、零浮力拖体、无人遥控潜水器等。;2、固体浮力材料的分类

低密度、高强度的多孔结构材料，典型复合材料

化学泡沫塑料：利用化学发泡法制成的泡沫复合材料，最低密度极限是0.24g/cm3

复合泡沫塑料：是由环氧树脂及其它热固性树脂和轻质填料混合而成。轻质填料是指玻璃微珠或其它材料的中空微珠，以5-300μm的粒径均匀地分散在主体树脂中。

上述密度极限为理想值，实际上是很难实现的！; 〔1〕化学泡沫塑料

已被成功地用于海面浮标系统，密度范围从0.008g/cm3到相当于根本树脂密度的75%左右。

Reichhold化学公司提供的聚氨酯泡沫，用于生产船用硬质泡沫材料，其性能如下：

密度，g/cm3：

压缩强度，MPa：0.12-10.55-105.5-31

体积吸水率，%：2.5-1.71.7-0.50.5

泡沫塑料用于全潜式浮力材料的两个根本限制因素：

〔a〕静水压下抗水的渗透性能

〔b〕静水压下泡沫塑料强度和可靠性;化学泡沫塑料用于全潜式浮力材料的局限性：

泡沫塑料的抗水渗透性能十分关键性！〔泡沫塑料泡孔壁在很浅的水下就会破裂而渗水〕

泡沫塑料在静水压下强度和可靠性也未进行充分的研究及实验验证！洛克希德公司的初步评估性研究说明：化学泡沫塑料在屈服强度上无法同玻璃微球复合泡沫材料相比！〔在深潜浮力的应用是十分有限〕。;化学泡沫塑料用于全潜式浮力