近年來，碳纖維復(fù)合材料在海洋領(lǐng)域的應(yīng)用越來越廣泛，海洋環(huán)境下的腐蝕，高壓，水底暗流流動(dòng)帶來的強(qiáng)剪切作用對(duì)材料的耐腐蝕性，強(qiáng)度和疲勞性能提出了嚴(yán)格的要求。
碳纖維優(yōu)勢(shì)
碳纖維復(fù)合材料自身有著優(yōu)良的耐皮性能、抗蝕性能，在海洋領(lǐng)域的開發(fā)拓展中占有優(yōu)勢(shì)，現(xiàn)如今，碳纖維復(fù)合材料在海洋領(lǐng)域發(fā)揮著越來越大的作用。
在海底油氣田建造中的應(yīng)用
碳纖維復(fù)合材料可以用作油田鉆井平臺(tái)中的生產(chǎn)井管、抽油桿、儲(chǔ)藏槽、海底輸油管、甲板等部件。其制造工藝分為拉擠成型工藝和濕法纏繞工藝。拉擠成型法一般用在普通管材和連接管上。纏繞法一般用作儲(chǔ)槽和壓力容器的表面，也可用在各向異性的柔性管道之中，碳纖維復(fù)合材料可以特定的角度纏繞排列在鎧裝層之中。
一個(gè)1500m水深的鉆井平臺(tái)，其鋼制系纜的質(zhì)量就達(dá)6500t左右，而碳纖維復(fù)合材料密度是普通鋼材的1/4，若使用碳纖維復(fù)合材料取代部分鋼材將顯著減少鉆井平臺(tái)的載重負(fù)荷，一定程度上可以節(jié)省平臺(tái)的建造成本。抽油桿在作業(yè)中要進(jìn)行往復(fù)運(yùn)動(dòng)，由于管外海水壓力與管內(nèi)壓力不平衡極易引起材料的疲勞斷裂，而用碳纖維復(fù)合材料即可解決這一問題，由于海水環(huán)境耐腐蝕，碳纖維復(fù)合材料在海水中使用壽命比鋼材要長(zhǎng)，并且可以獲得更深的使用深度。
碳纖維復(fù)合材料的連續(xù)抽油桿是一種類似膠片的帶狀結(jié)構(gòu)，柔韌性很好。20世紀(jì)90年代由美國(guó)生產(chǎn)并應(yīng)用。它是以碳纖維為增強(qiáng)纖維，不飽和樹脂為基體材料，高溫下交聯(lián)固化后通過拉擠成型工藝生產(chǎn)制得。
2001——2003年我國(guó)在純梁油田中使用碳纖維抽油桿和普通鋼制抽油桿做了試點(diǎn)，使用碳纖維抽油桿能明顯提高出油量，減少電機(jī)的載荷，相比之下更節(jié)能。而且碳纖維復(fù)合材料抽油桿比鋼制抽油桿更耐疲勞，抗腐蝕性能更好，更適合應(yīng)用在海底油田的開發(fā)中。
在海上風(fēng)電方面的應(yīng)用
我國(guó)海岸線約1800km，島嶼6000多個(gè)，東南沿海及島嶼地區(qū)風(fēng)力資源豐富且易于開發(fā)，海上風(fēng)電資源豐富，是未來發(fā)展的重要領(lǐng)域，也是風(fēng)電技術(shù)最先進(jìn)、要求最高的領(lǐng)域，近年來我國(guó)有關(guān)部門一直大力促進(jìn)海上風(fēng)電能源的開發(fā)。
風(fēng)力發(fā)電葉片90%以上重量由復(fù)合材料組成，海上風(fēng)力大，發(fā)電功率大，勢(shì)必要求更大的葉片和更優(yōu)良的比強(qiáng)度和耐久度。
碳纖維復(fù)合材料比強(qiáng)度和比剛度都很高，能夠滿足開發(fā)大型化、輕量化、高性能、低成本的發(fā)電葉片的要求，與玻璃纖維復(fù)合材料相比，碳纖維復(fù)合材料更適合應(yīng)用于海洋領(lǐng)域。
碳纖維復(fù)合材料在海洋風(fēng)力發(fā)電中具有顯著的優(yōu)勢(shì)。碳纖維復(fù)合材料葉片質(zhì)量低，剛度大，模量是玻璃纖維制品的3—8倍；海洋環(huán)境下濕度大，氣候多變，且風(fēng)機(jī)24h工作。
葉片耐疲勞性較好，能較好地抵御惡劣的天氣；改善了葉片的空氣動(dòng)力學(xué)性能，減少對(duì)塔和輪軸的負(fù)載，從而使風(fēng)機(jī)的輸出功率更平滑更均衡，提高能量效率；利用碳纖維的導(dǎo)電性能，通過特殊的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，可有效地避免雷擊對(duì)葉片造成的損傷；降低風(fēng)力機(jī)葉片的制造和運(yùn)輸成本；具有振動(dòng)阻尼特性等。
在船舶上的應(yīng)用
碳纖維復(fù)合材料具有良好的機(jī)械性能。用其制造船體，具有質(zhì)輕低油耗的特性，而且建造工藝相對(duì)簡(jiǎn)單、周期短、成型方便，因此施工和維護(hù)費(fèi)用遠(yuǎn)低于鋼制船舶。
同時(shí)由于碳纖維與樹脂基體的界面能有效的阻止裂紋擴(kuò)展，故材料具有良好的耐疲勞性能；此外，由于碳纖維表面的化學(xué)惰性，船體具有水生物難以附生，耐腐蝕的特性，這也是船舶建造選材非常重要的因素之一。
因此，碳纖維復(fù)合材料在船舶制造方面，具有其獨(dú)特的綜合性能優(yōu)勢(shì)，目前在這一領(lǐng)域正在得到廣泛的應(yīng)用，同時(shí)，從應(yīng)用領(lǐng)域拓展方面帶動(dòng)了碳纖維產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。
軍事艦船
碳纖維復(fù)合材料具有良好的聲、磁、電性能：透波、透聲性好，無磁性，因此可以用于提高軍艦的隱身性能。在艦船的上層建筑中使用復(fù)合材料不僅可以減輕船體的重量，而且通過在夾層中嵌入有濾波功能的頻率選擇層，就可以在預(yù)定的頻率下發(fā)射和接受電磁波，從而屏蔽敵方的雷達(dá)電磁波。
碳纖維復(fù)合材料還可應(yīng)用在艦船推進(jìn)系統(tǒng)上，用作螺旋槳和推進(jìn)軸系，減輕船體的振動(dòng)效應(yīng)和噪聲，多用于偵察艦和快速巡航艦。在機(jī)械和裝備上可用作方向舵，某些特殊的機(jī)械裝置和管道系統(tǒng)等。此外，高強(qiáng)度的碳纖維繩索在海軍軍艦的纜繩和其他軍用物品上也有較為廣泛的應(yīng)用。
民用游艇
大型游艇一般為私人所有，價(jià)格昂貴，要求質(zhì)量輕，強(qiáng)度高，耐用性好。碳纖維復(fù)合材料可以應(yīng)用于游艇的儀器表盤和天線，方向舵以及甲板、船艙、船艙壁等增強(qiáng)結(jié)構(gòu)中。傳統(tǒng)的復(fù)合材料游艇主要由玻璃鋼制成，但是由于剛度不足，滿足剛度設(shè)計(jì)要求后往往船體過重。如今的復(fù)合材料游艇中碳纖維復(fù)合材料的使用比例大大增加，有的甚至全部采用碳纖維復(fù)合材料。
海洋工程上的應(yīng)用
國(guó)外已應(yīng)用于海上島礁建筑、碼頭、浮動(dòng)平臺(tái)、燈塔塔架等。
碳纖維復(fù)合材料因其輕質(zhì)高強(qiáng)耐腐的特性被應(yīng)用于海洋工程建筑，以筋索材及結(jié)構(gòu)件的形式替代傳統(tǒng)鋼筋建材，解決海水侵蝕鋼筋、運(yùn)輸路途遙遠(yuǎn)運(yùn)輸成本高的問題。
關(guān)于碳纖維復(fù)合材料在海洋工程應(yīng)用方面，還有一類是海底管道或管柱的修復(fù)和補(bǔ)強(qiáng)。
碳纖維復(fù)合材料的修復(fù)主要是使用碳纖維布和環(huán)氧樹脂等高強(qiáng)度高粘結(jié)性的樹脂材料黏貼于修復(fù)表面，因此它薄而輕，高強(qiáng)，耐久性好，施工便利，適應(yīng)不同的形狀，具有顯著的優(yōu)勢(shì)。
碳纖維復(fù)合材料用作工程上修復(fù)始于20世紀(jì)80年代，日本三菱化學(xué)公司率先對(duì)碳纖維復(fù)合材料的力學(xué)性能和在工程加固方面的應(yīng)用做了研究。最初的研究熱點(diǎn)在于使用碳纖維復(fù)合材料對(duì)鋼筋混凝土梁進(jìn)行加固，后來發(fā)展到對(duì)各種土木工程的加固和補(bǔ)強(qiáng)上。
碳纖維復(fù)合材料優(yōu)異的性能使得它在海洋應(yīng)用領(lǐng)域中有著廣闊的應(yīng)用前景，總體來說，相對(duì)于航空航天等領(lǐng)域的成熟應(yīng)用，碳纖維在海洋領(lǐng)域中的應(yīng)用相對(duì)起步較晚，同時(shí)，碳纖維的成本偏高也是制約其規(guī)模化應(yīng)用的一個(gè)重要因素。隨著海上軍事的發(fā)展和海洋資源的開發(fā)，大力推進(jìn)碳纖維在海洋領(lǐng)域的應(yīng)用是發(fā)展的必然趨勢(shì)，另一方面海洋領(lǐng)域?qū)μ祭w維復(fù)合材料需求的不斷增大，也將從應(yīng)用牽引方面促進(jìn)碳纖維產(chǎn)業(yè)鏈的健康發(fā)展。
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