船用復(fù)合材料應(yīng)用現(xiàn)狀及發(fā)展

馮利軍，程正沖，李伏

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船用復(fù)合材料應(yīng)用現(xiàn)狀及發(fā)展

馮利軍，程正沖，李伏

（西南技術(shù)工程研究所，重慶 400039）

對(duì)船用復(fù)合材料的定義及分類進(jìn)行了介紹，并對(duì)國(guó)內(nèi)外船用復(fù)合材料的應(yīng)用發(fā)展歷程及現(xiàn)狀進(jìn)行了闡述。國(guó)外船用復(fù)合材料應(yīng)用時(shí)間早，原料制造以及成型工藝發(fā)展相對(duì)成熟，目前已成功應(yīng)用于多種船舶、船體以及上層建筑、桅桿等結(jié)構(gòu)的制造。相比之下，我國(guó)船用復(fù)合材料研究起步較晚，原料生產(chǎn)以及成型工藝較為落后，在實(shí)船應(yīng)用方面與國(guó)外存在較大差距。在此基礎(chǔ)上，分析了我國(guó)船用復(fù)合材料發(fā)展存在的主要問(wèn)題，并從設(shè)計(jì)制造工藝的提升，以及性能評(píng)價(jià)技術(shù)體系的完善兩方面對(duì)其未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行了展望。

船舶；復(fù)合材料；應(yīng)用；發(fā)展

與傳統(tǒng)金屬結(jié)構(gòu)材料相比，復(fù)合材料具有更高的強(qiáng)度/質(zhì)量比，采用復(fù)合材料建造船體和結(jié)構(gòu)物，其質(zhì)量更輕，在燃油消耗和提高航速方面具有更佳的性能。同時(shí)，復(fù)合材料還具有耐腐蝕、無(wú)磁性、可塑性好等優(yōu)點(diǎn)，因此，自復(fù)合材料問(wèn)世以來(lái)就一直在造船工業(yè)中發(fā)揮著重要的作用，在船舶上的應(yīng)用研究始終是各主要造船國(guó)家的關(guān)注焦點(diǎn)。文中對(duì)船用復(fù)合材料進(jìn)行了簡(jiǎn)單介紹，并對(duì)船用復(fù)合材料的國(guó)內(nèi)外發(fā)展歷程及應(yīng)用現(xiàn)狀進(jìn)行了闡述，在此基礎(chǔ)上對(duì)船用復(fù)合材料的發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行了分析和展望。

1 復(fù)合材料的定義

復(fù)合材料是由兩種或兩種以上物理和化學(xué)性質(zhì)不同的物質(zhì)組合而成的一種多相固體材料[1]。雖然復(fù)合材料各組分材料仍保持其相對(duì)獨(dú)立性，但復(fù)合材料的性能卻并非組分材料性能的簡(jiǎn)單加和，而是表現(xiàn)出遠(yuǎn)優(yōu)于兩者的性能。通常在復(fù)合材料中有一相為連續(xù)相，稱為基體，用以粘結(jié)、固定、維持增強(qiáng)材料成一定形狀；另一相為分散相，稱為增強(qiáng)相或增強(qiáng)體，增強(qiáng)材料在復(fù)合材料中不構(gòu)成連續(xù)相，它在基體支持下提供強(qiáng)度和剛度。分散相是以獨(dú)立的形態(tài)分布在整個(gè)連續(xù)相中的，可以是增強(qiáng)纖維，也可以是顆粒狀彌散的物料[2—3]。不同增強(qiáng)材料的形態(tài)如圖1所示。

圖1 增強(qiáng)材料形式

復(fù)合材料的分類方法很多，最基本的按照基體材料類型可以分為[2]：聚合物基復(fù)合材料，其基體為有機(jī)聚合物高分子；金屬基復(fù)合材料，其基體為金屬，如鋁基復(fù)合材料、鐵基復(fù)合材料等；無(wú)機(jī)非金屬基復(fù)合材料，其基體為陶瓷材料（也包括玻璃和水泥等）。

2 船用復(fù)合材料分類

目前，船用復(fù)合材料，尤其是應(yīng)用于船體結(jié)構(gòu)的復(fù)合材料，以聚合物基復(fù)合材料為主，按結(jié)構(gòu)可分為層合板（纖維增強(qiáng)復(fù)合材料）和夾層結(jié)構(gòu)復(fù)合材料兩大類型，其中包含三個(gè)方面的重要復(fù)合物：增強(qiáng)材料、樹(shù)脂（即基體）和芯層材料[3]。

船用復(fù)合材料按照承載部位不同可分為：主承力結(jié)構(gòu)、次承力結(jié)構(gòu)、非承力結(jié)構(gòu)等。按照功能可分為：結(jié)構(gòu)、阻尼、聲學(xué)（包括吸聲、隔聲、透聲）、隱身（包括吸波、透波、反射、頻選）、防護(hù)等五大系列材料，船用復(fù)合材料的分類及應(yīng)用部位如圖2所示。

船用復(fù)合材料性能的優(yōu)越性主要體現(xiàn)在[4]：輕質(zhì)高強(qiáng)，能有效提高船體的儲(chǔ)備浮力；結(jié)構(gòu)功能一體化，在滿足結(jié)構(gòu)承載的情況下性能可設(shè)計(jì)，通常具有聲學(xué)、雷達(dá)、減振、防護(hù)、低磁等其他性能，一般的材料成型過(guò)程同樣是結(jié)構(gòu)成型過(guò)程；耐腐蝕，可滿足高鹽、高濕、紫外等苛刻海洋環(huán)境要求；耐老化，可滿足船舶的長(zhǎng)壽命要求。

以上特性有別于其他船舶結(jié)構(gòu)材料，也是其優(yōu)勢(shì)的體現(xiàn)。從小型快艇開(kāi)始，復(fù)合材料在船舶上的應(yīng)用大概經(jīng)歷3個(gè)階段[5]。第一階段，主要在掃雷艇等小型船舶上使用，性能要求低，可整體成型。第二階段，在大、中型船舶上得到部分使用，但使用理念仍局限于傳統(tǒng)的船體設(shè)計(jì)，復(fù)合材料在船上只是起到減輕質(zhì)量、提高部件耐腐蝕能力等輔助作用。第三階段，船舶在設(shè)計(jì)之初充分考慮使用中所面臨的多種復(fù)雜情況，使用復(fù)合材料作為主船體材料，實(shí)現(xiàn)其他材料無(wú)法實(shí)現(xiàn)或難以實(shí)現(xiàn)的功效。目前，船用復(fù)合材料已經(jīng)突破了第二階段，向第三階段發(fā)展。

圖2 船用復(fù)合材料及結(jié)構(gòu)主要類型與典型應(yīng)用

3 國(guó)內(nèi)外船用復(fù)合材料發(fā)展和應(yīng)用現(xiàn)狀

3.1 國(guó)外發(fā)展和應(yīng)用現(xiàn)狀

早期復(fù)合材料都是應(yīng)用在小型巡邏艇和登陸艦上。相對(duì)差的制造質(zhì)量和船體剛度限制了船舶的長(zhǎng)度不能超過(guò)15 m，排水量不超過(guò)20 t。近年來(lái)，隨著復(fù)合材料設(shè)計(jì)、制備成本的降低，以及力學(xué)性能提高，復(fù)合材料開(kāi)始在大型艦船，如獵雷艇和輕型護(hù)衛(wèi)艦上得到應(yīng)用。隨著技術(shù)的發(fā)展，船舶的長(zhǎng)度呈穩(wěn)定的增加趨勢(shì)，現(xiàn)在已有80~90 m長(zhǎng)的全復(fù)合材料海軍艦船。

美國(guó)是復(fù)合材料科學(xué)技術(shù)發(fā)展最先進(jìn)，復(fù)合材料應(yīng)用最廣、用量最大的國(guó)家，在船舶復(fù)合材料的應(yīng)用方面，其規(guī)模和技術(shù)都走在世界前列[6—10]。美國(guó)海軍于1946年采用聚酯玻璃鋼建成了交通艇，是世界上第一艘復(fù)合材料艦船，隨后又制造了玻璃鋼登陸艇、工作船等。為加快玻璃鋼船舶的發(fā)展，美國(guó)海軍在20世紀(jì)50年代中期規(guī)定16 m以下船舶必須用復(fù)合材料制造。1954年前后，美國(guó)的手糊成型工藝日趨成熟，1956年建造了2艘不同結(jié)構(gòu)形式的小型掃雷艇，開(kāi)始了玻璃鋼在掃雷艇中的應(yīng)用研究。20世紀(jì)60年代早期，美國(guó)海軍制造了第一艘全玻璃鋼巡邏艇，20世紀(jì)80年代末90年代初建造了復(fù)合材料獵/掃雷艇，艇體均采用高級(jí)間苯聚酯樹(shù)脂，并以半自動(dòng)浸膠作業(yè)制造，同期制造了采用凱夫拉增強(qiáng)的聚酯樹(shù)脂單殼結(jié)構(gòu)的巡邏艇[10]。隨后，美國(guó)海軍又將復(fù)合材料引入了深潛器的制造[11—12]。1966年采用石墨纖維增強(qiáng)環(huán)氧樹(shù)脂建造的深潛器，其下潛深度可達(dá)6096 m。進(jìn)入21世紀(jì)后，美國(guó)進(jìn)一步加強(qiáng)了復(fù)合材料在船舶建造的應(yīng)用，采用新型高強(qiáng)碳纖維/乙烯基樹(shù)脂的夾心層結(jié)構(gòu)，取代傳統(tǒng)玻璃纖維等低強(qiáng)度纖維，建成的新型船舶穩(wěn)定性高、航速快，并具有隱身、反潛、反水雷能力[13]。

歐洲復(fù)合材料船舶工業(yè)也十分發(fā)達(dá)。20世紀(jì)60年代中期，英國(guó)采用玻璃鋼先后制造了450 t的大型掃雷艇和625 t的獵雷艇，1973年采用復(fù)合材料建造了全玻璃鋼反水雷艇，其成功應(yīng)用推動(dòng)了復(fù)合材料的迅速發(fā)展，20世紀(jì)80年代早期就制造了200多艘全復(fù)合材料反水雷船舶。20世紀(jì)90年代，英國(guó)成功應(yīng)用碳-?；祀s纖維建造了摩托艇、巡邏艇等[14]，隨著技術(shù)的發(fā)展，近年來(lái)還成功應(yīng)用回收塑料瓶再加工材料建造艦船，不僅降低了成本，還符合材料生物降解以及循環(huán)利用的發(fā)展方向。瑞典于1974年建成了第一艘?jiàn)A層結(jié)構(gòu)的玻璃鋼掃雷艇，20世紀(jì)90年代成功研制了世界上第一艘復(fù)合材料隱形試驗(yàn)艇，并逐步發(fā)展形成了以高性能碳纖維和夾芯結(jié)構(gòu)為特點(diǎn)的建造方式，開(kāi)發(fā)建造了集先進(jìn)復(fù)合材料技術(shù)和隱身技術(shù)于一體的系列輕型驅(qū)逐艦，已成功下水服役。意大利于20世紀(jì)80年代中期開(kāi)始相繼建成多艘玻璃鋼掃雷艇[15]。

日本自20世紀(jì)50年代起就開(kāi)始建造玻璃鋼船，在高性能船、賽艇和豪華游艇建造方面取得了不俗的成績(jī)。進(jìn)入21世紀(jì)，日本開(kāi)始研究制造高性能復(fù)合材料軍用船舶，目前已成功建成第一艘玻璃鋼復(fù)合材料掃雷艇并投入使用[16]。

各國(guó)海軍應(yīng)用的復(fù)合材料制品還包括船舶上層建筑、推進(jìn)器、桅桿等。法國(guó)海軍于1992年開(kāi)始在船舶上層建筑采用復(fù)合材料，可以有效降低船舶質(zhì)量[17]。前蘇聯(lián)最早將復(fù)合材料螺旋槳用于實(shí)船[18—19]。瑞典于1989年開(kāi)始研制復(fù)合材料推進(jìn)軸，對(duì)幾千種不同材料及表面處理方法進(jìn)行了試驗(yàn)和評(píng)估以獲得軸的最佳性能，制得的推進(jìn)軸質(zhì)量輕、彈性好、適應(yīng)性強(qiáng)、不導(dǎo)電、耐腐蝕[20]。美國(guó)從1995年開(kāi)始采用復(fù)合材料研究先進(jìn)的全封閉桅桿，并成功裝備于驅(qū)逐艦、航空母艦等[20]。此外由于復(fù)合材料可降低船舶的雷達(dá)信號(hào)特征以及紅外（熱）信號(hào)特征，因此復(fù)合材料還廣泛應(yīng)用于煙囪、艙壁、甲板、舵等次承載結(jié)構(gòu)，在隱身及結(jié)構(gòu)減重方面所做的貢獻(xiàn)非常顯著[10]。

3.2 國(guó)內(nèi)發(fā)展和應(yīng)用現(xiàn)狀

我國(guó)復(fù)合材料在船舶方面的研發(fā)應(yīng)用起始于1958年，第一艘玻璃鋼工作艇誕生于上海。在20世紀(jì)70年代中期曾研制過(guò)一艘總長(zhǎng)近39 m的掃雷試驗(yàn)艇，此后對(duì)GRP/CM反水雷艦艇的研發(fā)工作就中斷了十多年。20世紀(jì)90年代以來(lái)，隨著技術(shù)發(fā)展與工藝引進(jìn)，我國(guó)采用復(fù)合材料生產(chǎn)了大量游艇、帆船、救助艇，以及公安、武警、海監(jiān)、海關(guān)等航速較高的巡邏艇、執(zhí)法艇、緝私艇等準(zhǔn)軍事艇，但迄今為止還未設(shè)計(jì)建造一艘高科技含量的海軍反水雷艦艇[21]。在復(fù)合材料船舶構(gòu)件方面，我國(guó)在20世紀(jì)60年代末成功研制了復(fù)合材料聲納導(dǎo)流罩，并應(yīng)用于潛艇，發(fā)展至今已形成較為成熟的應(yīng)用[22]。20世紀(jì)80年代后期研制開(kāi)發(fā)了復(fù)合材料雷達(dá)天線罩、水雷殼體并投入使用[23]，20世紀(jì)90年代成功研制了應(yīng)用于大型水面船舶的復(fù)合材料桅桿以及上層建筑等[24—25]。與國(guó)外相比，目前我國(guó)船用復(fù)合材料應(yīng)用范圍和規(guī)模仍然較小。

在原材料方面，目前我國(guó)已能生產(chǎn)國(guó)際市場(chǎng)上大多數(shù)品種的玻璃鋼用增強(qiáng)材料，但與世界工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家相比，在產(chǎn)品技術(shù)水平、品種、規(guī)格、質(zhì)量等方面仍有較大差距，碳纖維、芳綸纖維等高性能纖維仍依賴于進(jìn)口，樹(shù)脂產(chǎn)能也嚴(yán)重落后。在成型加工方面，RTM工藝以其產(chǎn)品質(zhì)量好、生產(chǎn)效率高等優(yōu)點(diǎn)得到了廣泛關(guān)注與快速發(fā)展，在工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家已發(fā)展相當(dāng)成熟，并且不斷趨于完善，而我國(guó)則從20世紀(jì)80年代才開(kāi)始引進(jìn)RTM工藝和設(shè)備，投入生產(chǎn)少，設(shè)備利用率低，目前RTM工藝仍處于發(fā)展階段[26]。與國(guó)外相比，現(xiàn)階段我國(guó)在船舶復(fù)合材料領(lǐng)域的應(yīng)用技術(shù)和研發(fā)方面仍較為落后，仍有很大的發(fā)展空間。

4 存在的問(wèn)題

盡管復(fù)合材料在國(guó)外海軍強(qiáng)國(guó)已具有較長(zhǎng)的應(yīng)用歷史，而我國(guó)的快艇、導(dǎo)流罩等方面雖也有所應(yīng)用，但進(jìn)展緩慢，其原因在于復(fù)合材料自身的特點(diǎn)與傳統(tǒng)金屬材料不同，復(fù)合材料具有極強(qiáng)的可設(shè)計(jì)性，其材料性能與制造工藝密切相關(guān)，而目前缺乏相關(guān)設(shè)計(jì)規(guī)范、經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)以及可靠性評(píng)價(jià)技術(shù)和指標(biāo)體系。目前，復(fù)合材料在船舶應(yīng)用方面存在的問(wèn)題主要有以下幾個(gè)方面。

1）高性能、低成本的船舶用復(fù)合材料設(shè)計(jì)與制造。多年以來(lái)，在大部分造船應(yīng)用中，復(fù)合材料與傳統(tǒng)材料（除了木材外）相比，在成本上都不具備競(jìng)爭(zhēng)力。迄今為止，大部分復(fù)合材料結(jié)構(gòu)都采用樹(shù)脂浸漬增強(qiáng)材料制造而成，此工藝周期長(zhǎng)、勞動(dòng)密集、費(fèi)用昂貴，且難以控制產(chǎn)品質(zhì)量。生產(chǎn)高質(zhì)量的復(fù)合材料需要船舶制造商引進(jìn)新的制造方法，而船舶制造商正缺乏模型和大型穩(wěn)定的數(shù)據(jù)庫(kù)信息來(lái)預(yù)測(cè)復(fù)合材料結(jié)構(gòu)的制造成本[27]。

2）船用復(fù)合材料可靠性評(píng)價(jià)技術(shù)和指標(biāo)體系。當(dāng)船舶結(jié)構(gòu)在受到?jīng)_擊、震動(dòng)、碰撞和火災(zāi)時(shí)，極易發(fā)生失效，然而目前還沒(méi)有能夠確定其是否失效的分析工具。此外，由于復(fù)合材料的各向異性，其縮放規(guī)則特別復(fù)雜，因此，在開(kāi)展結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)相比金屬要復(fù)雜得多[28]。

3）船用復(fù)合材料性能基礎(chǔ)數(shù)據(jù)積累。有限的數(shù)據(jù)積累阻礙了復(fù)合材料在船舶上的應(yīng)用。復(fù)合材料結(jié)構(gòu)需要通過(guò)一系列嚴(yán)格的規(guī)定，內(nèi)容涉及物理力學(xué)性能、環(huán)境老化性能、抗氣流沖擊、抗水下振動(dòng)損壞、防火性能（可燃性、明火、煙塵、毒性、結(jié)構(gòu)整體性）、碎片/彈道保護(hù)以及雷達(dá)/聲納性能。評(píng)價(jià)復(fù)合材料結(jié)構(gòu)和功能是否可靠所需要的數(shù)據(jù)極其有限，而測(cè)試確定復(fù)合材料在沖擊、振動(dòng)、彈道和明火條件下的性能，是一項(xiàng)時(shí)間長(zhǎng)而且費(fèi)用昂貴的工作。評(píng)估復(fù)合材料的安全性和可靠性，滿足設(shè)計(jì)要求是復(fù)合材料上船舶應(yīng)用面臨的一個(gè)主要問(wèn)題[28—29]。

5 船用復(fù)合材料發(fā)展趨勢(shì)

復(fù)合材料在船舶應(yīng)用方面具有極大的優(yōu)勢(shì)，加快復(fù)合材料的設(shè)計(jì)和研發(fā)是解決阻礙其在船舶方面應(yīng)用的主要問(wèn)題。未來(lái)船用復(fù)合材料發(fā)展方向首先是設(shè)計(jì)工藝的改進(jìn)[27]。復(fù)合材料發(fā)展趨勢(shì)在于設(shè)計(jì)制造高性能、低成本復(fù)合材料，推動(dòng)復(fù)合材料由非承力結(jié)構(gòu)向主/次承力結(jié)構(gòu)發(fā)展，從局部使用向大規(guī)模應(yīng)用拓展，加大復(fù)合材料的研發(fā)和應(yīng)用力度，使其具有低成本、高性能、多功能、優(yōu)化連接、長(zhǎng)壽期、安全可靠等特點(diǎn)。由單一承載功能的結(jié)構(gòu)型復(fù)合材料向兼具防彈、隔聲、吸聲、阻尼、雷達(dá)隱身等特性的多功能型復(fù)合材料發(fā)展，同時(shí)配套研發(fā)復(fù)合材料結(jié)構(gòu)之間及其與鋼結(jié)構(gòu)之間方便、可靠的連接技術(shù)等[29]。

船用復(fù)合材料的另一個(gè)發(fā)展方向是對(duì)復(fù)合材料的設(shè)計(jì)、工藝和制造進(jìn)行全面的研究，制定統(tǒng)一規(guī)范的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，同時(shí)開(kāi)展復(fù)合材料性能評(píng)價(jià)技術(shù)研究[28]。在目前復(fù)合材料小樣性能研究的基礎(chǔ)上，重點(diǎn)以復(fù)合材料典型結(jié)構(gòu)單元、局部模型為對(duì)象，開(kāi)展老化性能、疲勞性能、阻燃性能、抗爆性能、耐沖擊性能等性能參數(shù)的測(cè)試，形成覆蓋復(fù)合材料小樣、典型結(jié)構(gòu)單元、局部模型的性能試驗(yàn)方法，推動(dòng)復(fù)合材料在船舶上的規(guī)?；瘧?yīng)用。同時(shí)，發(fā)展船用復(fù)合材料工藝評(píng)定技術(shù)，以船用復(fù)合材料結(jié)構(gòu)的典型部位為對(duì)象，研究工藝樣件的質(zhì)量一致性，形成船用復(fù)合材料工藝評(píng)定的方法[30]。針對(duì)船用復(fù)合材料不同的應(yīng)用環(huán)境進(jìn)行分析、歸納，以幾種典型的復(fù)合材料為研究對(duì)象，依托環(huán)境試驗(yàn)平臺(tái)，通過(guò)復(fù)合材料大量長(zhǎng)期海洋環(huán)境性能試驗(yàn)（如：海水全浸、潮差、大氣暴曬等）和實(shí)驗(yàn)室模擬加速性能試驗(yàn)，獲取海洋環(huán)境下復(fù)合材料的性能演化規(guī)律，并建立壽命預(yù)測(cè)模型，形成船用復(fù)合材料耐海洋性能的評(píng)價(jià)程序、流程和方法，為復(fù)合材料的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、長(zhǎng)期可靠應(yīng)用、維護(hù)、換裝提供技術(shù)支撐[31]。

[1] 益小蘇, 杜善義, 張立同. 復(fù)合材料手冊(cè)[M]. 北京: 化學(xué)工業(yè)出版社, 2009.

[2] 沃丁柱. 復(fù)合材料大全[M]. 北京: 化學(xué)工業(yè)出版社, 2000.

[3] ASSOCIATES E G. 艦船復(fù)合材料[M]. 上海: 上海交通大學(xué)出版社, 2013.

[4] DAVIES P, RAJAPAKSE Y. 船舶與海洋工程復(fù)合材料耐久性[M]. 北京: 化學(xué)工業(yè)出版社, 2015.

[5] 黃曉艷, 劉源, 劉波. 復(fù)合材料在艦船上的應(yīng)用[J]. 江蘇船舶, 2008, 25(2): 13—17.

[6] 王曉強(qiáng), 虢忠仁, 宮平, 等. 抗彈復(fù)合材料在艦船防護(hù)上的應(yīng)用研究[J]. 工程塑料應(yīng)用, 2014, (11): 143—146.

[7] MARSH G, JACOB A. Trends in Marine Composites[J]. Reinforced Plastics, 2007, 51(2): 22—23.

[8] FIORE V, BELLA G D, VALENZA A. Glass–basalt/ epoxy Hybrid Composites for Marine Applications[J]. Materials & Design, 2010, 32(4): 2091—2099.

[9] SHIVAKUMAR K N. Carbon/Vinyl Ester Composites for Enhanced Performance in Marine Applications[J]. Journal of Reinforced Plastics & Composites, 2006, 25(25): 1101—1116.

[10] 唐紅艷, 王繼輝, 徐鵬遙. 復(fù)合材料在海軍艦艇上的國(guó)內(nèi)外應(yīng)用現(xiàn)狀及進(jìn)展[J]. 船舶, 2006(2): 6—11.

[11] 朱錫, 石勇, 梅志遠(yuǎn). 夾芯復(fù)合材料在潛艇聲隱身結(jié)構(gòu)中的應(yīng)用及其相關(guān)技術(shù)研究[J]. 中國(guó)艦船研究, 2007, 2(3): 34—39.

[12] 趙俊海, 侯德永, 馬利斌, 等. 新型復(fù)合材料在深海載人潛水器上的應(yīng)用[J]. 中國(guó)造船, 2008, 49(3): 87—97.

[13] LUNDQUIST E H. Composites, Aluminum and Titanium for Ship Construction[J]. Naval Forces, 2014(4): 44—49.

[14] 李江濤, 羅凱, 曹明法. 復(fù)合材料及其在艦船中應(yīng)用的最新進(jìn)展[J]. 船舶, 2013, 24(1): 10—16.

[15] 張國(guó)騰, 陳蔚崗, 唐桂云. 復(fù)合材料輕量化技術(shù)在艦船制造領(lǐng)域的應(yīng)用[J]. 纖維復(fù)合材料, 2010, 27(1): 31—35.

[16] 祁斌. 關(guān)注非鋼材料在軍船建造中的應(yīng)用[J]. 船舶物資與市場(chǎng), 2015(2): 42—47.

[17] 錢江, 李楠, 史文強(qiáng). 復(fù)合材料在國(guó)外海軍艦船上層建筑上的應(yīng)用與發(fā)展[J]. 艦船科學(xué)技術(shù), 2015(1): 233—237.

[18] 張帥, 朱錫, 孫海濤, 等. 船用復(fù)合材料螺旋槳研究進(jìn)展[J]. 力學(xué)進(jìn)展, 2012, 42(5): 620—633.

[19] 陳晴. 船用復(fù)合材料螺旋槳性能預(yù)報(bào)及優(yōu)化設(shè)計(jì)[D]. 上海: 上海交通大學(xué), 2013.

[20] 高靖. 封閉式樹(shù)脂基復(fù)合材料的桅桿設(shè)計(jì)[D]. 南昌: 南昌大學(xué), 2011.

[21] 蔡斌. 復(fù)合材料在船艇工業(yè)中的應(yīng)用[J]. 功能高分子學(xué)報(bào), 2003, 16(1): 113—119.

[22] 丁新靜, 于柏峰, 遲波. 新型高性能復(fù)合材料聲吶罩的制造[J]. 玻璃鋼/復(fù)合材料, 2011, (3): 52—54.

[23] 李剛. 艦用桅桿復(fù)合材料天線罩結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)研究[D]. 哈爾濱: 哈爾濱工程大學(xué), 2013.

[24] 郭瓊, 楊帆, 王榮國(guó), 等. 輕質(zhì)碳纖維復(fù)合材料帆船桅桿的設(shè)計(jì)與制備[J]. 玻璃鋼/復(fù)合材料, 2010, (3): 72—75.

[25] 施軍, 黃卓. 復(fù)合材料在海洋船舶中的應(yīng)用[J]. 玻璃鋼/復(fù)合材料, 2012(s1): 269—273.

[26] 李濤, 高興, 商偉輝, 等. 船舶用復(fù)合材料的性能研究[J]. 玻璃鋼/復(fù)合材料, 2011, 217(2): 32—35.

[27] 劉土光. 復(fù)合材料在艦船上的應(yīng)用展望[J]. 艦船科學(xué)技術(shù), 2005, 27(3): 9—11.

[28] 李濤, 曲艷雙, 周秀燕, 等. 復(fù)合材料老化性能影響因素的研究[J]. 纖維復(fù)合材料, 2015, 32(2): 22—25.

[29] 李振華, 范細(xì)秋, 張玉蓮. 海洋環(huán)境下玻璃鋼復(fù)合材料耐腐蝕性能研究[J]. 船海工程, 2008, 37(s1): 24—26.

[30] 陳念眾, 張圣坤, 孫海虹. 復(fù)合材料船體縱向極限強(qiáng)度可靠性分析[J]. 中國(guó)造船, 2002, 43(2): 29—35.

[31] 羅益鋒, 羅晰旻. 高性能和多功能輕質(zhì)材料在國(guó)防裝備的應(yīng)用進(jìn)展[J]. 高科技纖維與應(yīng)用, 2015, 40(6): 1—11.

Application and Development of Composites for Naval Ships

FENG Li-jun, CHENG Zheng-chong, LI Fu

(Southwest Technology and Engineering Research Institute, Chongqing 400039, China)

In this paper, definition and classification of composites for naval ships were introduced, and the development history and current state of composites application were illustrated. The application of composites in shipbuilding in foreign started earlier, and with the development of material manufacturing and processing improvement, composites had been successfully applied for the construction of different types of naval ships, as well as superstructures, masts and decks, etc. By contrast, the research of composites started much later in our country, and there is a great gap in applications with foreign due to the backward technologies of raw material production and forming process. Based on the utility status and the demand of ship building, the current limitation of the composite applications was analyzed, and the research and development tendency was presented from two aspects of the improvement of design and production technologies, and perfection of the evaluation methods system.

ships; composites; application; development

10.7643/ issn.1672-9242.2017.05.012

TJ04；TJ83

A

1672-9242(2017)05-0051-05

2017-03-06；

2017-04-06

馮利軍（1980—），男，山西忻州人，碩士，工程師，主要研究方向?yàn)楦叻肿游锢砼c化學(xué)。