纤维增强复合材料在船舶和海洋工程中的应用
2020-01-18袁牧歌
湖北第二师范学院学报 2020年2期
袁牧歌
(湖北华强科技有限责任公司,湖北 宜昌 443003)
复合材料是由两种和两种以上不同理化性质的材料以特定的形式,分布和比例设计制造而成的人造材料。复合材料在克服单一材料缺点的同时保持了各组分材料的优点,而且还能因为各组分的关联互补产生原材料所不具有的独特性能。按照增强材料的不同,复合材料可分为纤维增强复合材料、颗粒增强复合材料和板状增强复合材料。而在纤维增强复合材料中,则可按照基体材料的区别分为聚合物基纤维增强复合材料、金属基纤维增强复合材料和无机非金属基纤维增强复合材料(主要陶瓷、水泥等)。目前,纤维增强金属材料和纤维增强无机非金属材料尚处在开发阶段,仍有许多亟待解决的问题。而聚合物基纤维增强复合材料的应用已相对成熟。
纤维增强树脂(FRP)在聚合物纤维增强复合材料领域中占有重要的地位,其产品在航天,船舶,汽车等工业中的应用十分广阔。树脂基纤维增强材料的基体有两种,其一为热塑性树脂(如聚酰胺、热塑性聚氨酯等),另一种为热固性树脂(如环氧树脂、不饱和聚酯树脂等)。增强纤维有玻璃纤维,凯夫拉纤维,碳纤维等。通常,玻璃纤维由于其低廉的成本在各个领域都有广泛的应用。而使用高性能的碳纤维,凯夫拉纤维增强的先进复合材料则多用于航天航空,船舶海洋,军事,体育等领域。
与传统的金属材料相比,纤维增强树脂中基体和纤维的密度相对较小,而轴向强度高,因此纤维增强树脂具有高轴向比强度和比模量的特点,也因为其树脂基体(环氧树脂等)具备了良好的耐腐蚀、抗疲劳性能,纤维增强树脂也得到了相对优良的耐腐蚀、抗疲劳性。……
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