复合材料在海洋环境中及应用--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

2、（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，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

3、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，

4、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

5、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(SolidBuoyancyMaterials，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，

6、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、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

7、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。Reichhold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

8、十分有限）。化学泡沫塑料