复合材料在海洋环境中的应用 (1).ppt

1本章主要内容( 2学时) § 1 玻璃钢在海洋环境中的应用 1、玻璃钢的组成 2、玻璃钢的成形工艺 3、玻璃钢的性能 4、玻璃钢在海洋环境下的应用§ 2 深潜固体浮力材料 1、深潜固体浮力材料 2、固体浮力材料的分类 3、浮力材料国内外发展概况 4、微球复合泡沫材料制备技术 2§ 1 玻璃钢在海洋环境中的应用 1、玻璃钢的组成玻璃纤维:无碱、低碱、中碱、高碱纤维(国内船舶工业:无碱、中碱纤维以其制品) 合成树脂:船用合成树脂以不饱和聚脂树脂为最多。耐腐蚀性:则主要取决于树脂的有关性能。辅助剂:影响玻璃钢的性能。 3 2、玻璃钢的成形工艺船用玻璃钢多采用手糊法,包括: (1)模具准备工作(2)玻璃纤维制品的准各工作(3)调配树脂(4)手工糊制成型(5)固化及热处理(6)脱膜及加工 4 3、玻璃钢的性能(1)比重小、比强度高( 快速船舶理想材料) 玻璃钢:比重 ~ ,约为钢材的 1/5 优点: 可增加船舶载重量,提高航速增加潜艇或深水考查船的下潜深度(2)非磁性材料,良好的电绝缘和隔热性能优点:用于船舶能提高电子设备的精确性可避免磁性水雷的攻击和雷达的发现(3)耐腐蚀性强、便于维修保养优点: 使用寿命长 5 (4)可根据使用特点进行设计施工,成型工艺简单优点: 建造周期短(5)玻璃钢的冲击韧性好,吸收冲击能量大。优点: 良好的防弹性能击穿时不会产生严重破坏,且易修补(6)良好的透声性、抗震性和化学稳定等 6 4、玻璃钢在海洋环境下的应用(1)玻璃钢在水面舰船中的应用美国: 美国: 是最早在船舶工业中应用玻璃钢的国家,早在 1946 年就制造了第一艘玻璃钢交通艇, l947 年又试制了 10 米纤维增强塑料船。 1970 年大约有 16 吨的玻璃纤维增强塑料用于造船,作各种船体结构、甲板、上层建筑物等多种产品。 1962 ~ 1972 年间纤维增强塑料船总数达 55 万余艘。现在美国海军部规定,长 1 6 米以下的舰船全部采用增强塑料制做。 7 英国: 英国: 也是最早试制玻璃纤维增强塑料船的国家之一,已颁布了建造长 36 米大型玻璃钢船的技术规范。目前世界上最大扫雷艇是英国的“威尔逊”号,长 47 米,排水量 500 多吨。此外,英国还设计了长 76 米,排水量 1 000 吨以上的大型扫雷艇。我国: 我国: 自 1958 年以来也研制了各种玻璃钢船。现已批量生产 6~7米工作艇, 6~7米交通艇, 5~6米舢板, 68 人救生艇, 40 吨驳船等。 8 (2)玻璃钢在潜艇与深水考查船中的应用优点: 比强度高,用作深水潜艇耐压壳时潜水深度至少比钢耐压壳深 80% ,可达 4500 米以下。美国: 美国: 从 1953 年开始相继制造了玻璃钢耐压壳潜艇“加维纳号”、“海狸号”等,另外还用玻璃钢制造了潜艇指挥塔、导流罩、声纳罩等。英国: 英国: “澳白龙”级潜艇采用玻璃钢做耐压壳、水平舵、天线罩和桅杆等约用了 120 吨玻璃钢。 9 (3)海洋环境下玻璃钢的应用局限性目前,玻璃钢虽然在船舶与海洋工程中已获得广泛应用,但由于它存在弹性模量低,长期耐高温性能较差、有老化现象、生产工艺落后、原料成本和造价过高、耐磨性差等原因,玻璃钢用于建造大型舰船,目前尚受到一定限制,有待进一步研究以获解决。劳动强度高、效率低、制作环境有害于健康! 10 § 2 深潜固体浮力材料 1、深潜固体浮力材料海底石油及天然气等资源的探测、考察、开采! 近海油气田:水深 300m 左右水深较大的开采和探寻项目:北海作业 450m ,美国墨西哥湾 530m ,地中海的意大利水域 760m 。利用载人或无人潜器在深海中直接进行观察、摄影、测量、取样以至设置必要的仪器设施、水下作业等深潜技术深潜技术是海洋开发必不可少的。目前一次饱和潜水过程的极限为 600m !