船用复合材料应用现状及发展
与传统金属结构材料相比,复合材料具有更高的强度/质量比,采用复合材料建造船体和结构物,其质量更轻,在燃油消耗和提高航速方面具有更佳的性能。
同时,复合材料方格布具有耐腐蚀、无磁性、可塑性好等优点,因此,自复合材料问世以来就一直在造船工业中发挥着重要的作用,在船舶上的应用研究始终是各主要造船国家的关注焦点。
文中对船用复合材料进行了简单介绍,并对船用复合材料的国内外发展历程及应用现状进行了阐述,在此基础上对船用复合材料的发展趋势进行了分析和展望。
一、复合材料的定义
复合材料是由两种或两种以上物理和化学性质不同的物质组合而成的一种多相固体材料。虽然复合材料各组分材料仍保持其相对独立性,但复合材料的性能却并非组分材料性能的简单加和,而是表现出远优于两者的性能。
通常在复合材料中有一相为连续相,称为基体,用以粘结、固定、维持增强材料短切毡成一定形状;另一相为分散相,称为增强相或增强体,增强材料在复合材料中不构成连续相,它在基体支持下提供强度和刚度。分散相是以独立的形态分布在整个连续相中的,可以是增强纤维,也可以是颗粒状弥散的物料。不同增强材料的形态如图1 所示。
复合材料的分类方法很多,最基本的按照基体材料类型可以分为:聚合物基复合材料,其基体为有机聚合物高分子;金属基复合材料,其基体为金属,如铝基复合材料、铁基复合材料等;无机非金属基复合材料,其基体为陶瓷材料(也包括玻璃和水泥等)。