复合材料在海洋环境中的应用--邱龙佳

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1、环境材料概论课题论文题目：复合材料在海洋环境中的应用院系：建筑与材料工程系班级：10材料班学号：1061020008姓名：邱龙佳5摘要：海洋资源丰富多彩，而我们对海洋的开发利用很有限，所以研究海洋友好环境型开发材料成了当前的热点项目，以促进我们对海洋的进一步了解和开发。关键词：海洋，环境材料§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

2、沫材料制备技术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。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1.6～1.9，约为钢材的1/5优点：可增加船舶载重量

3、，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：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

4、料船总数达55万余艘。现在美国海军部规定，长16米以下的舰船全部采用增强塑料制做。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。（2）海洋环境下玻璃钢的应用局限性5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

5、于健康§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！为了解决深潜拖体、深潜器和水下机器人等的耐压性、结构稳定性，提供足够的净浮力，人们开始研制高强度固体浮力材料(SolidBuoyanc

6、yMaterials，简称SBM)以替代传统的耐压浮力球和浮力筒。SBM是发展现代深潜技术的重要组成部分，对保证潜器所必须的浮力，对提高潜器的有效载荷，减少其外型尺寸，尤其是在建造大深度的潜器中，有着重要的作用。浮力材料的具体要求：需长期浸泡在水中，耐水、耐压、耐腐蚀和抗冲击。强度与浮力关系：水深增加，强度亦增加，密度随之加大，浮力系数减小。吸水率低，吸水平衡时间短。浮力材料本身不能防水时还需包敷防水层（外表面包敷材料耐腐蚀和抗冲击以延长它的使用寿命）。目前的应用：水中设备的配重，水中的浮缆、浮标

7、、海底埋缆机械、零浮力拖体、无人遥控潜水器等。2、固体浮力材料的分类低密度、高强度的多孔结构材料，典型复合材料化学泡沫塑料：利用化学发泡法制成的泡沫复合材料，最低密度极限是0.24g/cm3复合泡沫塑料：是由环氧树脂及其它热固性树脂和轻质填料混合而成。轻质填料是指玻璃微珠或其它材料的中空微珠，以5-300μm的粒径均匀地分散在主体树脂中。上述密度极限为理想值，实际上是很难实现的！（1）化学泡沫塑料已被成功地用于海面浮标系统，密度范围从0.008g/cm3到相当于基本树脂密度的75%左右。Reich

8、hold化学公司提供的聚氨酯泡沫，用于生产船用硬质泡沫材料，其性能如下：密度，g/cm3：0.03-0.080.08-0.40.4-0.8压缩强度，MPa：0.12-10.55-105.5-31体积吸水率，%：2.5-1.71.7-0.50.5泡沫塑料用于全潜式浮力材料的两个基本限制因素：5泡沫塑料在静水压下强度和可靠性也未进行充分的研究及实验验证！洛克希德公司的初步评估性研究表明：化学泡沫塑料在屈服强度上无法同玻璃微球复合泡沫材料相比！（在深潜浮力的应用是十分有限）。化学泡沫塑料