複合材料在海洋平臺、艦船等領域的應用

現代高科技的發展離不開複合材料，對於現代科學技術的發展，有著十分重要的作用。近年來已廣泛應用於航空航天、海洋開發、船舶艦船、高鐵汽車等，因其具有重量輕、耐腐蝕、耐高溫、強度高優良特點，在很多領域都發揮了很大的作用，代替了許多傳統的材料。

目前玻纖維和碳纖維複合材料在海上能源開發、船舶製造、海洋工程修復領域發揮著巨大的作用。

一、在海洋能源中的應用

海洋石油已被公認為具有這種潛力的領域。一段時間以來，複合材料已經在越來越多的海上設施中緩慢而穩定地替換了頂部（水位以上）金屬，無論是新安裝還是現有結構的翻新。在海洋工程建築中碳纖維有著很高的優勢，碳纖維材料有著較輕的質量，高強度耐腐蝕特性，多以結構件的形式代替傳統建築材料，減輕重量給運費帶來的高昂運費、海水侵蝕傳統鋼筋材料帶來的問題。

與海水會迅速腐蝕的鋼相比，用耐化學性樹脂製成的複合材料幾乎沒有腐蝕。對於平臺組件，例如柱管（從平臺向下延伸到水面以下以供應海水的管）和消防水系統（用於撲滅潛在火災的管），這種抗腐蝕性能意味著多年的免維護服務。纖維增強塑料管的生命周期節省高達70％。」

1994年巴西國家石油公司大規模使用複合格柵，扶手，梯子和其他上部硬體定製產品，已某複合格柵具體，具有較高承載能力且撓曲最小。一個38毫米/1.5英寸深的拉擠格柵，重量僅為鋼的三分之一，在1.2m / 4英尺的淨跨度上可承受4,882 kg / m2（1,000 lb / ft2）的均勻載荷，同時具有更高的耐腐蝕性。

二、在艦船中的應用

複合材料在艦船首次應用於20世紀60年代中期，嘴唇用於製造巡邏炮艇上的甲板室。70年代獵雷艇的上層建築也開始採用複合材料，90年代複合材料已全面應用於艦船的全封閉桅杆、傳感器系統（AEM/S）。對比傳統造船材料，複合材料具有良好的機械性能，用於製造船體，具有質量輕更加節能的特性，並且製造工藝相對簡單，複合材料在艦船上應用不僅實現了減重，還增加了雷達紅外隱身等功能。

美國、英國、俄羅斯、瑞典、法國等海軍對複合材料在艦船的應用十分重視，都制定了相應的複合材料先進技術開發計劃。

1、玻璃纖維

高強度玻纖具有拉伸強度高、彈性模量高、抗衝擊性能好、化學穩定好、抗疲勞性能好、耐高溫等特點，可用於深水水雷外殼、防彈裝甲、救生艇、高壓容器及螺旋槳等。美國海軍在艦船上層建築使用複合材料很早，裝備複合材料上層建築的艦船數量也最多。

美國海軍艦船複合材料上層建築最初用於「鶚」級掃雷艇，為全玻璃鋼結構，是世界上最大的全玻璃複合材料掃雷艇，具有高韌性，無脆性斷裂特性，在承受水下爆炸衝擊時具有優良性能。

2、碳纖維

以碳纖維增強的複合材料桅杆在艦船上的應用逐漸興起，瑞典海軍的「維斯比」級輕護衛艦全艦採用複合材料製造，實現了高性能的隱身能力，整理重量減重30%。整個「維斯比」艦船的磁場極低，可以躲避大部分雷達和先進聲納系統（包括熱成像），達到了隱身的效果。具有減重，雷達、紅外雙重隱身的特殊功能。

碳纖維複合材料還可應用在艦船的其他方面。例如，在推進系統上可用作螺旋槳和推進軸系，減輕船體的振動效應和噪聲，多用於偵察艦和快速巡航艦。在機械和裝備上可用作方向舵，某些特殊的機械裝置和管道系統等。此外，高強度的碳纖維繩索在海軍軍艦的纜繩和其他軍用物品上也有較為廣泛的應用。

碳纖維複合材料在艦船的其他應用面，如推進系統上的螺旋槳和推進軸系，特點時減輕船體的振動效應和噪聲，多用於偵察艦和快速巡航艦。特殊的機械裝置和管道系統等。

三、民用遊艇

超級遊艇「巴拿馬」號雙桅船，船身和甲板採用了以碳纖維/環氧樹脂為蒙皮，船身長達60m，但總重只有210t。波蘭雙體船廠建造的碳纖維雙體帆船Sunreef 80 Levante採用了乙烯酯樹脂夾層複合材料，PVC泡沫和碳纖維複合材料，桅杆吊杆均是定製的碳纖維複合材料，只有部分的船身使用了玻璃鋼。重量僅有45t。擁有速度快，油耗低等特點。

另外碳纖維材料可以應用於遊艇的儀器錶盤和天線，方向舵以及甲板、船艙、船艙壁等增強結構中。

總體來說，碳纖維在海洋領域中的應用起步相對較晚，未來隨著復材技術的發展，海上軍事的發展和海洋資源的開發，以及裝備設計能力的加強，進而增加對碳纖維及其復材的蓬勃發展。

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