聚合物基复合材料在造船业中的应用

1、聚合物基复合材料在造船业中的应用110207102 陈懿玺1. 1. 可靠的力学性能可靠的力学性能可靠的力学性能是选择结构材料的重要考虑因素。可靠的力学性能是选择结构材料的重要考虑因素。船舶工作环境复杂恶劣，结构材料必须具有良好的力学性能。船舶工作环境复杂恶劣，结构材料必须具有良好的力学性能。船体结构对材料的强度、塑性及韧性等指标有严格的要求。船体结构对材料的强度、塑性及韧性等指标有严格的要求。聚合物基复合材料主要通过选择铺层厚度、树脂材料、工艺来保证。聚合物基复合材料主要通过选择铺层厚度、树脂材料、工艺来保证。2. 2. 良好的工艺性能良好的工艺性能即材料加工后性能损失最小。即材料加工后性能

2、损失最小。船舶制造工艺包括各种材料加工、成形、装配、焊接（如钢）等过船舶制造工艺包括各种材料加工、成形、装配、焊接（如钢）等过程。程。对金属材料来讲，表征工艺性能的指标主要是冷、热弯曲变形和切对金属材料来讲，表征工艺性能的指标主要是冷、热弯曲变形和切削加工、焊接、锻压、铸造等。削加工、焊接、锻压、铸造等。其中对钢材，弯曲和焊接工艺性能尤为重要。其中对钢材，弯曲和焊接工艺性能尤为重要。3. 3. 环境适应性环境适应性 工作环境也是选材考虑的重要因素，腐蚀环境、高温、低温等工作环境也是选材考虑的重要因素，腐蚀环境、高温、低温等恶劣环境能使材料工作性能变坏。恶劣环境能使材料工作性能变坏。 比如海船，

3、由于长期处于有盐雾、潮气、强烈的紫外线和带微比如海船，由于长期处于有盐雾、潮气、强烈的紫外线和带微碱性海洋环境，金属船体更容易发生电化学腐蚀，而且涂装漆膜也碱性海洋环境，金属船体更容易发生电化学腐蚀，而且涂装漆膜也易发生皂化、老化等破坏作用。船舶的维修工程一般耗资巨大，因易发生皂化、老化等破坏作用。船舶的维修工程一般耗资巨大，因此要求造船材料必须具有一定的耐腐蚀性，而且船舶要采取各种防此要求造船材料必须具有一定的耐腐蚀性，而且船舶要采取各种防腐措施。腐措施。4. 4. 经济性经济性 在满足材料力学性能、使用性能等要求的前提下，尽可能选择在满足材料力学性能、使用性能等要求的前提下，尽可能选择成本

4、低、质量高、供应量充足的材料，以使设计与建造的船舶获得成本低、质量高、供应量充足的材料，以使设计与建造的船舶获得良好的经济效益。同时，不仅要考虑材料单位质量费用，还应考虑良好的经济效益。同时，不仅要考虑材料单位质量费用，还应考虑加工成本。加工成本。 制造轴承和机器零件； 制造具有无磁性、减震、透明等性能特点的电器和航海仪器的零件和元件； 制造管系、海水泵、淡水泵以及其他部件； 用于舰船功能高分子材料及涂料，及具有减阻、降噪、红外隐身、雷达隐身、防腐等特殊功能的舰船用涂料。1、质轻、高强，对船艇减重有较大潜力 ；2、耐腐蚀，抗海生物附着；3、无磁性，因而是猎/扫雷舰艇的最佳结构功能材料；4、介电

5、性和微波穿透性好；5、冲击韧性好，能吸收高能量；6、导热系数低，隔热性好；7、船体表面可到达镜面光滑； 8、可设计性好，能按船体各部件的不同要求实现优化设计；9、整体性好，船体无接缝和缝隙，可防渗漏 ；10、成型简便，比钢制，木质船省工，且批产性好；11、维修保养方便，全寿命期的经济性能好。1、基体树脂聚酯树脂 环氧树脂 乙烯基酯树脂 酚醛树脂2、增强材料无碱玻璃纤维 玻璃纤维增强尼龙粒料 中碱玻璃纤维 碳纤维 凯夫拉纤维3、辅助材料交联剂 引发剂和促进剂 触变剂 阻聚剂 颜料糊（树脂色浆）固化剂添加型阻燃剂4、夹芯材料各种泡沫芯材Balsa轻木各种蜂窝材 玻璃钢是玻璃纤维增强型热固性工程塑料

6、。是玻璃纤维和酚醛树脂或环氧树脂的结合才产物。成型工艺有压铸法和接触成型法。其中压铸法是将玻璃纤维和树脂混合物在模具中压铸成型，然后再一定温度下固化；接触成型法是预制仿真模具，涂上树脂玻璃纤维布或浸胶玻璃纤维布贴在模具上，再涂树脂胶，再贴玻璃布，达到厚度后，固化脱模再处理即可。成型方法成型方法工艺过程简介工艺过程简介特点特点典型产品典型产品手糊成型一层液体热固性树脂，一层纤维增强材料，以手持辊子或刷子使树脂浸渍纤维增强材料，并驱除气泡。铺层操作反复多次，直到达到制品的设计厚度。 固化。 适合少量生产；可制造大型制品和型状复杂产品；易进行材料设计；可获得具有自由色彩和光泽的表面；属于劳动密集型生

7、产，产品质量由工人训练程度决定；舰艇、风力发电机叶片、游乐设备、冷却塔壳体、建筑模型树脂传递成型将纤维增强材料置于上下模之间；合模并将模具夹紧；在压力下注射树脂；树脂固化后打开模具，取下产品。闭模成型，生产环境好；劳动强度低，对工人技术熟练程度的要求低；制品两面光，可作有表面胶衣的制品，精度高；小型飞机与汽车零部件、客车座椅、仪表壳真空袋法成型将手糊或喷射好的积层在树脂的A阶段与模具在一 起，在积层上覆以橡胶袋，周边密封，在后用真空泵抽真空，而被压实、成型。由于压力，纤维得以较好地浸渍树脂；有利于操作人员健康和安全；额外的工艺过程增加了劳动力和袋材成本；艇、赛车、芯材粘结、飞机鼻锥雷达罩、机翼、方向舵SYBO复合材料公司制造的一款奇特姆小船，由于采纳了双层真空袋渗透工艺制备船，因此重量减到260 磅/118千克。 长18英尺的船体正在进行双层真空袋渗透准备，内部刚铺装好一层内袋用于真空渗透。 套上外袋的制件，准备进行独立的抽真空。外袋进行密封抽真空。 模具 木模 石膏模 水