當(dāng)前，許多市場(chǎng)都從復(fù)合材料的進(jìn)步中受益，但也許沒有比休閑和商業(yè)海洋工業(yè)受益更多的了。建造能夠滿足水環(huán)境，特別是咸水環(huán)境的苛刻要求的船舶一直是一個(gè)挑戰(zhàn)。海上生活意味著不斷地暴露在惡劣的環(huán)境中，包括陽(yáng)光直射、風(fēng)和水壓、鹽水的腐蝕作用，以及人為因素，如柴油、潤(rùn)滑油和其他化學(xué)物質(zhì)。

復(fù)合材料為這些海洋條件引起的問題提供了一些最好的解決方案。從更堅(jiān)固FRP(纖維增強(qiáng)聚合物)船殼和內(nèi)飾，到耐腐蝕的海洋部件，再到專門的潛水部件，海洋復(fù)合材料徹底改變了一切可能。

海洋復(fù)合材料對(duì)海洋工業(yè)的影響是最明顯的，可以觀察下船體，甲板和內(nèi)部的大多數(shù)娛樂船和商業(yè)船在今天的生產(chǎn)。復(fù)合材料的使用包含玻璃纖維，碳纖維或玻璃/碳混合復(fù)合材料，幾乎隨處可見。經(jīng)典的木質(zhì)造船永遠(yuǎn)不會(huì)過時(shí)，但自20世紀(jì)50年代以來(lái)，F(xiàn)RP殼船的商業(yè)生產(chǎn)大幅增加。雖然有些人更喜歡鋁和玻璃纖維船體結(jié)構(gòu)的某些船只(特別是淺水河船)，總體而言，玻璃纖維復(fù)合材料提供了最大范圍的設(shè)計(jì)和風(fēng)格選擇，以及最舒適的乘坐。

說到耐海水的工程部件，復(fù)合材料絕對(duì)比傳統(tǒng)材料有優(yōu)勢(shì)。用于船舶的復(fù)合材料可以定制:抗腐蝕，承受深水水壓，提供水密密封，以及滿足許多其他特殊要求。例如，許多曾經(jīng)被用作船用墊片的傳統(tǒng)橡膠部件，現(xiàn)在正由更堅(jiān)固的復(fù)合材料制成。船用發(fā)動(dòng)機(jī)和泵的部件也是如此。隨著海洋工業(yè)繼續(xù)推動(dòng)更節(jié)能的發(fā)動(dòng)機(jī)和更好的預(yù)制部件，對(duì)復(fù)合材料提高效率的依賴正在增加。

復(fù)合材料在海洋工業(yè)中已經(jīng)使用了很多年。復(fù)合材料更傳統(tǒng)的應(yīng)用包括光柵，管道，軸，船殼等幾十年。但木材和鋼筋水泥作為傳統(tǒng)技術(shù)仍然用于海洋應(yīng)用。

船用復(fù)合材料

鋼筋水泥可能是海洋工業(yè)中最早使用的復(fù)合材料，用于開發(fā)低成本駁船。鋼筋形成的鋼框架覆蓋著鐵絲網(wǎng)，被用作“模板”，通過在模板周圍澆筑水泥來(lái)形成船體。然后用鐵絲網(wǎng)抹灰，然后固化。雖然它是一種廉價(jià)的復(fù)合材料，但電樞腐蝕是化學(xué)侵蝕性海洋條件下的常見問題。時(shí)至今日，仍有部分鐵船在使用。

玻璃纖維是在聚酯樹脂開發(fā)出來(lái)之后才問世的。很快，自20世紀(jì)50年代早期以來(lái)，玻璃增強(qiáng)塑料船就出現(xiàn)了，并繼續(xù)在今天的海洋應(yīng)用中成為一種重要的復(fù)合材料建造技術(shù)。

纖維增強(qiáng)聚合物復(fù)合材料(FRPs)已成功地應(yīng)用于海洋應(yīng)用領(lǐng)域幾十年，如天線罩和質(zhì)量結(jié)構(gòu)，超級(jí)游艇，工作船和休閑船。最近，F(xiàn)RPs被應(yīng)用在一些鮮為人知的應(yīng)用中，如軸承、螺旋槳、商業(yè)艙口蓋、排氣和上層甲板結(jié)構(gòu)。在海洋應(yīng)用中使用玻璃纖維復(fù)合材料(GRP)是GRP使用的第一個(gè)重要領(lǐng)域。它已經(jīng)徹底改變了設(shè)計(jì)和制造大型復(fù)合結(jié)構(gòu)在幾個(gè)部門的能力。船只是通過各種工藝制造的，包括手工鋪設(shè)GRP，樹脂灌注，熱塑性塑料和高性能碳纖維預(yù)浸料賽車游艇。

戰(zhàn)時(shí)的需求導(dǎo)致了基于在框架上鋪設(shè)薄木貼面的“熱?！焙汀袄淠！痹齑夹g(shù)的發(fā)展。另一方面，高性能尿素粘合劑也被廣泛開發(fā)用于成型船舶船體和飛機(jī)制造，以幫助加快生產(chǎn)過程，減少對(duì)鋁和鋼的依賴。

芳綸纖維被廣泛用于加強(qiáng)帆船結(jié)構(gòu)，如龍骨和船首部分。此外，芳綸纖維復(fù)合材料還具有改進(jìn)的減震特性，非常適合海洋比賽應(yīng)用。

比如凱夫拉船用復(fù)合材料性能就很好。在海洋復(fù)合材料和海上船舶復(fù)合材料中，凱夫拉有助于為許多海洋應(yīng)用提供強(qiáng)度、剛度和輕量化性能的理想平衡。在巡邏艇和服務(wù)艇中，可以通過增加發(fā)動(dòng)機(jī)功率來(lái)達(dá)到更高的速度——這種選擇可能會(huì)非常昂貴。另一種方法是通過在現(xiàn)有的層壓結(jié)構(gòu)或新設(shè)計(jì)中加入凱夫拉纖維增強(qiáng)來(lái)減輕重量。杜邦公司幫助用凱夫拉纖維增強(qiáng)的船體更輕，更堅(jiān)韌，更耐損傷，并在流體動(dòng)力疲勞載荷下表現(xiàn)更好。

芳綸纖維在休閑船和比賽大帆船、帆船和摩托艇上的使用在比賽界獲得了廣泛的認(rèn)可。帆船的著名賽事，如美洲杯，手套挑戰(zhàn)，和惠特布萊德杯，以及眾多海上世界錦標(biāo)賽的動(dòng)力艇，都將其成功歸因于在船體和上層建筑的建造中使用芳綸纖維。如果速度是使用先進(jìn)復(fù)合材料的主要標(biāo)準(zhǔn)，那么它們對(duì)惡劣環(huán)境的抵抗能力則緊隨其后。

碳纖維越來(lái)越多地用于帆船、超級(jí)游艇上的家具和高強(qiáng)度內(nèi)飾，因?yàn)樗鼈円宰钚〉闹亓刻峁┐环€(wěn)定性優(yōu)勢(shì)和高性能。碳纖維也被視為一種時(shí)尚的材料，經(jīng)常被取代的不僅是優(yōu)越的材料特性，而且是編織材料的美學(xué)成分。

賽艇比其他任何海洋建筑都更廣泛地使用復(fù)合材料。由于特殊要求，所使用的材料不是典型的海洋建筑材料。最小的重量和最大的剛度在它們的設(shè)計(jì)中至關(guān)重要，這樣它們才能以最大的速度航行，并抵抗海洋環(huán)境中海浪和其他因素的影響。碳纖維增強(qiáng)環(huán)氧復(fù)合材料通常用于蜂窩或泡沫芯的船體、框架、龍骨、桅桿、桿和臂、碳絞車鼓和軸系。在不同的國(guó)際航行條件下，F(xiàn)RPs的使用有助于提高性能，并將航行障礙和故障的危險(xiǎn)降到最低。

在長(zhǎng)96英尺或以上的豪華游艇和大型船只中，船體和上層建筑重量占總重量的比例小于巡邏艇或服務(wù)艇。較大的船仍然需要以最小重量或在一定的重量限制內(nèi)建造。然而，在這種情況下，減重通常是為了實(shí)現(xiàn)速度的提高，或者為了提高燃油經(jīng)濟(jì)性，為了增加有效載荷，或?yàn)榱藬y帶更多的配件而減少重量。碳纖維就可以作為非常有效的建筑船體，比如上層建筑，艙壁，和家具，有助于使他們既堅(jiān)韌和耐用。

復(fù)合材料的主要水下應(yīng)用是作為水下井口和閥門的保護(hù)結(jié)構(gòu)。使用復(fù)合材料的優(yōu)點(diǎn)是重量輕，可以通過使用成本較低的提升船大幅節(jié)省安裝成本。制造成本與傳統(tǒng)的鋼材和混凝土技術(shù)相比具有競(jìng)爭(zhēng)力。

此文由中國(guó)復(fù)合材料工業(yè)協(xié)會(huì)綜編，文章不用于商業(yè)目的，僅供行業(yè)人士交流，引用請(qǐng)注明出處。