浅谈海洋船舶中复合材料的应用要点

毕婷婷

摘 要：我国海疆广阔，做好船舶材料研究工作具有重要意义。作为当代中学生，应该明白船舶材料研究的重要性，海洋船舶长时间浸泡在海水中，容易出现腐蚀、断裂等情况。作者在查阅相关资料的时候发现，现代复合材料在海洋船舶制造中有着无可替代的优势，保证船舶质量与航行寿命。文章中作者主要分析复合材料的特点，并传输复合材料在海洋船舶应用中的要点。

关键词：海洋船舶；复合材料；应用要点

引言

海洋经济作为国民经济的主要组成部分，有力带动了社会经济发展。当代中学生应该意识到海洋研究的重要性，而海洋船舶材料研究同样重要，只有材料质量过关，才能保证海洋船舶达到预期设计目的。船舶设计中采用复合材料，可以达成提高航速、使用寿命及舒适性的设计目标，因此成为现代造船业的主要材料。作为中学生的我们，应该意识到复合材料在海洋船舶中的应用优势，为以后学习打下坚实基础。

1 海洋船舶复合材料研究现状

20世纪40年代美国海军船舶建设中首次使用复合材料，这将造船业带入新的阶段，全球其他国家也开始研制各种应用于船舶建设的复合材料。现阶段复合材料在快艇、游艇及小型商业渔船等有着广泛应用。受到成本因素的限制，早期复合材料主要应用在军事扫雷艇上，随着经济发展，在大型船舶上开始增加复合材料的使用面积，包括甲板、仓壁、船壳及上层建筑等。自从复合材料船舶诞生以来，技术研究开发业绩超过已有百年的金属船舶，在这方面美英日等发达国家依旧保持着技术优势。

我国虽然取得了不小成就，但与发达国家相比存在着不足。现阶段我国在船舶复合材料制备生产商依旧没有形成一条成熟的生产线，材料主要依靠国外进口，而且成本高昂。除此之外，企业生产制造中也存在一些问题：没有完善的复合材料船体设计规范与标准、长期海洋环境性能制造主句不足、大型船舶复合材料无损检测与评价方法不完善等。这些都造成我国海洋工程领域中复合材料应用不足，还需要进行长时间的研究与积累。

2 海洋船舶复合材料应用优势

作为新型功能结构材料，复合材料具有高强度、低重量、耐腐蚀、耐磨及耐疲劳等特点受到造船界的重视，特别是在高质量船体结构制造方面存在鲜明优势。因此发展速度较快，已经显示出取代金属造船的趋势，接下来笔者将复合材料应用优势归纳总结如下。

伴随着社会经济发展，各行各业对船速与质量提出更高要求，特别在军事方面，为提高船舶攻击强度，需要降低船艇自重，这样当动力相同时可以获得更高的有效载荷，降低燃料损耗及成本，促进航速与机动灵活性的提高。今年来减轻船体重量的主要技术就是先进复合材料与轻量化结构技术。相关实践表明，同型号同规模的钢制舰船重量为复合材料舰船的一倍，这就充分表明复合材料适合于应用有着高速度与自重的赛艇、高性能船舶等。复合材料的应用优势还体现在复合材料不存在磁性干扰，是扫雷艇与猎雷艇的最合适结构功能材料。

军用舰艇对材料介电性与微波穿透性有着较高要求，而复合材料正好符合此点，除此之外复合材料耐腐蚀、抗海洋生物附着，更加适合在海洋环境中应用。复合材料可以吸收高能量、良好的冲击韧性，因此不会轻易因为碰撞与挤压等出现损坏；材料导热系数低且隔热性能好，适合建设耐火救生船、冷藏船及渔船等。最后复合材料还可以让船体光滑自带各类色彩，对有着严格外观要求的游艇来说最适合不过。复合材料可以根据不同部位的要求，选择合适的材料优化设计结构。船舶采用复合材料可以确保船体无接缝与缝隙，提高船体性能避免出现渗漏情况。复合材料容易成型，相比于金属与木质船更加省工，可以进行大批量生产，同时复合材料船舶本身有着较大的成本降低优势。复合材料船舶维修保养相对简单，维修费用较少，具有鲜明的全寿命期经济优势。

3 海洋船舶复合材料发展趋势

船舶建造中应用复合材料具有鲜明优势，但其本身也存在一定的不足，影响船舶使用寿命。现阶段相对较小的船艇或大型舰艇非结构与非关键性部件已经成熟采用大部分符合材料技术。而在大型舰艇应用的主要问题则是船体梁的刚度过小，因此在大型舰艇上应用受到一定程度的限制。现阶段船用复合材料技术正向着低成本、整体化及自动化方向发展，先进复合材料低成本、整体化的研究方向满足舰船轻量化的需求，也是现代化复合材料研究的关键技术，相信未来复合材料技术将应用在更加专业的领域。制造舰船过程中，先进的复合材料满足舰船轻量化需求，促进海军军事力量的提升，具有重要现实意义。

先进舰船性能受到复杂海洋环境的影响，最显著的问题就是船舶底部海洋生物的附着。人们将生长在船底与海中设施表面的动植物及微生物统称为海洋附着生物，这些生物给舰船及其他海洋设施带来多方面的危害。

比如船舶船底大量附着生物会造成舰船航行阻力增加，减低航速，增加能耗，加快机械磨损，影响舰船的使用寿命与经济性能。我国南海海域海水温度偏高，其中海洋生物繁殖速度快，通常舰船只要在码头停留时间超过一周，螺旋桨表面就会被海生物覆盖，情况严重时舰船无法正常启动，必须排潜水员刮除才可启动，这种情况会延误战机。如何解决海洋生物污损问题是各海洋国家需要长期研究与解决的现实问题。

我国复合材料研究方向主要是向着高效、环保性的防污方法发展，相关实践表明，海洋生物很少污损铜和铜合金材料，比如铜锡合金及铜镍合金等材料在海水中产生均匀缓慢的电化学腐蚀，会在铜合金表面形成一层含有毒液的“薄层”，里面的有毒物质可以排斥或杀死企图附着在表面的海洋生物。但其防污效果依旧不是很理想，开发防污铜也是重要的研究方向。

4 结束语

总而言之，复合材料在海洋船舶中有着极好的应用前景，相信在不久的将来会全面替代传统金属材料。而对材料学感兴趣的中学生们，应该利用课余时间有意识的加强自己材料学知识的积累，不断培养知识广度与深度，为以后的专业学习打下坚实的理论基础。

参考文献

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