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海洋中应用的碳纤维复合材料技术
碳纤维复合材料是由碳纤维与树脂、金属、陶瓷等基体复合制成的纤维增强材料,因其具有重量轻,强度高,耐高低温等优良特点,近年来广泛应用于航空航天、体育休闲、高铁汽车、土木建筑等领域。碳纤维复合材料在质轻高强的同时,还具有优良的耐疲劳性、耐腐蚀性以及比强度高导致的优良施工性能等,使得它在对于材料性能有着特殊要求的海洋领域的应用前景同样不可小觑。近年来,北京化工大学碳纤维复合材料在船舶制造、海上能源开发、海洋工程修复等领域不断探索新技术。 在船舶上的应用 相比于传统的造船材料,碳纤维复合材料具有天然的优势。首先,碳纤维复合材料具有良好的机械性能。用其制造船体,具有质轻低油耗的特性,而且建造工艺相对简单、周期短、成型方便,因此施工和维护费用远低于钢制船舶。同时由于碳纤维与树脂基体的界面能有效的阻止裂纹扩展,故材料具有良好的耐疲劳性能;此外,由于碳纤维表面的化学惰性,船体具有水生物难以附生,耐腐蚀的特性,这也是船舶建造选材非常重要的因素之一。 碳纤维复合材料具有良好的声、磁、电性能:透波、透声性好,无磁性,因此可以用于提高军舰的隐身性能。在舰船的上层建筑中使用复合材料不仅可以减轻船体的重量,而且通过在夹层中嵌入有滤波功能的频率选择层,就可以在预定的频率下发射和接受电磁波,从而屏蔽敌方的雷达电磁波。各种天线和有关设备都统一组合装备在该结构内,不易被腐蚀,更有利于设备的保养。研制出类似的封闭综合传感器桅杆,这种桅杆是由纳米技术制造的玻璃纤维与碳纤维复合后作为增强体而制成。它可以让各种雷达波束和通信信号相互之间不受干扰地通过,并且损耗极低。碳纤维复合材料还可应用在舰船的其他方面。例如,在推进系统上可用作螺旋桨[和推进轴系,减轻船体的振动效应和噪声,多用于侦察舰和快速巡航舰。在机械和装备上可用作方向舵,某些特殊的机械装置和管道系统等。此外,高强度的碳纤维绳索在海军军舰的缆绳和其他军用物品上也有较为广泛的应用。 民用游艇大型游艇一般为私人所有,价格昂贵,要求质量轻,强度高,耐用性好。碳纤维复合材料可以应用于游艇的仪器表盘和天线,方向舵以及甲板、船舱、船舱壁等增强结构中。传统的复合材料游艇主要由玻璃钢制成,但是由于刚度不足,满足刚度设计要求后往往船体过重,而且玻璃纤维是致癌物质,国外逐步禁用。如今的复合材料游艇中碳纤维复合材料的使用比例大大增加,有的甚至全部采用碳纤维复合材料。例如超级游艇“巴拿马”号双桅船,船身和甲板采用了以碳纤维/环氧树脂为蒙皮。乙烯酯树脂夹层复合材料,pvc泡沫和碳纤维复合材料,桅杆吊杆均是定制的碳纤维复合材料,只有部分的船身使用了玻璃钢。空载重量仅有45t。速度快,油耗低,性能卓越。 在海洋能源开发上的应用 海底油气田近年来,碳纤维复合材料在海洋油气开发领域的应用越来越广泛。海洋环境下的腐蚀,高压,水底暗流流动带来的强剪切作用对材料的耐腐蚀性,强度和疲劳性能提出了严格的要求。碳纤维复合材料在海洋油田开发中有着明显的质轻、耐久、抗蚀方面的优势:一个1500m水深的钻井平台,其钢制系缆的质量就达6500t左右,而碳纤维复合材料密度是普通钢材的1/4,若使用碳纤维复合材料取代部分钢材将显著减少钻井平台的载重负荷,节省平台的建造成本;抽油杆的往复运动,由于管外海水压力与管内压力不平衡极易引发材料的疲劳断裂,而用碳纤维复合材料即可解决这一问题;由于海水环境耐腐蚀,其在海水中使用寿命比钢材要长,且使用深度更深。碳纤维复合材料可以用作油田钻井平台中的生产井管、抽油杆、储藏槽、海底输油管、甲板等部件。制造工艺分为拉挤成型工艺和湿法缠绕工艺。拉挤成型法一般用在普通管材和连接管上。缠绕法一般用作储槽和压力容器的表面,也可用在各向异性的柔性管道之中,其中碳纤维复合材料以特定的角度缠绕排列在铠装层之中。碳纤维复合材料的连续抽油杆是一种类似胶片的带状结构,柔韧性很好。使用碳纤维抽油杆能明显提高出油量,减少电机的载荷,相比之下更节能。而且碳纤维复合材料抽油杆比钢制抽油杆更耐疲劳,抗腐蚀性能更好,更适合应用在海底油田的开发中。 海上风电资源丰富,是未来发展的重要领域,也是风电技术最先进、要求最高的领域。我国海岸线约1800km,岛屿6000多个,东南沿海及岛屿地区风力资源丰富且易于开发。近年来大力促进海上风电能源的开发已经得到了有关部门的支持。风力发电叶片90%以上重量由复合材料组成。海上风力大,发电功率大,势必要求更大的叶片和更优良的比强度和耐久度。显然,碳纤维复合材料能够满足开发大型化、轻量化、高性能、低成本的发电叶片的要求,和玻璃纤维复合材料相比更适合应用于海洋领域。碳纤维复合材料在海洋风力发电中具有显著的优势。碳纤维复合材料叶片质量低,刚度大,模量是玻璃纤维制品的3~8倍;海洋环境下湿度大,气候多变,且风机24h工作。叶片耐疲劳性较好,能较好的抵御恶劣的天气;改善了叶片的空气动力学性能,减少对塔和轮轴的负载,从而使风机的输出功率更平滑更均衡,提高能量效率;利用碳纤维的导电性能,通过特殊的结构设计,可有效地避免雷击对叶片造成的损伤;降低风力机叶片的制造和运输成本;具有振动阻尼特性等。 碳纤维复合材料用于海洋工程建筑,主要利用其轻质高强耐腐的特性,以筋索材及结构件的形式,替代传统钢筋建材,解决海水侵蚀钢筋、运输路途遥远运输成本高的问题。已应用于海上岛礁建筑、码头、浮动平台、灯塔塔架等。
北京化工大学 2021-02-01
SH2B 衔接蛋白 3(SH2B3)在治疗心肌肥厚中的功能及应用
本发明公开了一种 SH2B 衔接蛋白 3(SH2B3)在治疗心肌肥厚中的功能及应用。本发明确定了 SH2B3 基因的表达与心肌肥厚之间的相互关系:心肌肥厚发生时 SH2B3 的表达明显上调;SH2B3 基因 缺陷抑制 Akt 信号通路的激活,抑制了心肌肥厚、纤维化,保护心功能;SH2B3 
武汉大学 2021-04-14
内源性大麻肽类激动剂(m)VD-Hpα 在制备镇痛药物中的 应用
慢性和严重疼痛的控制一直是人们亟待解决的医学难题。目前已有多种药剂用于治疗多样化的病理状态,这其中包括阿片、非甾醇类抗炎药、抗惊厥药、抗抑郁药、克他命等(Drugs 2007, 2121: 2133)。但是,这些药物的副作用限制了它们的临床用药剂量和降低了其治疗效果。除了进一步研究慢性疼痛的病理机制和鉴定药物本身的镇痛机制外,临床上更需要的是有效地、无毒的和没有中枢副作用的治疗慢性痛的新药物
兰州大学 2021-04-14
一株可降低大规模肉鸡养殖中粪臭素、吲哚释放的植物乳杆菌及其应用
本发明公开了一株可降低大规模肉鸡养殖中粪臭素、吲哚释放的植物乳杆菌及其应用,该菌株分离自自然发酵酸牛奶样品中,其发酵液作为饲料添加剂,可以有效降低大规模肉鸡养殖过程中粪臭素、吲哚的释放,从而减少了感染急性肺水肿和肺气肿的风险,同时降低了肉鸡养殖对环境的污染,有利于提高禽类养殖技术和舍饲环境,促进畜禽养殖业的可持续发展。
青岛农业大学 2021-01-12
一种利用离子液体从丹参水提液中萃取分离丹参总酚酸的方法
【发 明 人】邵江娟;吴昊;王昱沣;陈建伟;赵雅秋 【摘要】 本发明公开一种利用离子液体从丹参水提液中萃取分离丹参总酚酸的方法,以咪唑类疏水性离子液体为萃取剂,通过萃取的方式从丹参水提液中提取丹参总酚酸,并与鞣质、多糖、蛋白等杂质分离;待萃取分层分离后,将萃取剂层通过高温或碱化剂进行反萃处理,得到高浓度的丹参总酚酸的水溶液或其盐溶液,作为进一步精制的原料,而离子液体经过反萃处理后可重新作为萃取剂循环使用。本发明采用不挥发、不易燃易爆的离子液体提取丹参总酚酸,通过反萃实现丹参总酚酸的富集浓缩与萃取剂的再生,具有提取过程简单、安全、易于规模化生产的优点,为解决丹参总酚酸提取过程中大量使用易燃易爆的强挥发性有机溶剂产生的生产难题提供了一种有效解决方案。
南京中医药大学 2021-04-13
一种工序间水溶性防锈液及其制备方法
(专利号:ZL 201310117310.7) 简介:本发明公开了一种工序间水溶性防锈液,它是由下述重量份的原料组成的:钼酸钠5-8、葡萄糖酸锌2-4、苯甲酸钠1-2、甘油2-4、羧甲基纤维素钠0.1-0.2、去离子水80-90。发明提供的水溶性防锈液不含亚硝酸钠、重铬酸盐或挥发性有机胺等毒性较大的物质,也不含使水体富营养化的磷酸盐、硝酸盐组份,毒性较低,有一定的环保性;使用本发明提供的防锈液对钢铁制件进行防锈时,20~40天内无锈痕产生
安徽工业大学 2021-01-12
一种二苯并[b,e]吖庚因类化合物的制备方法
本发明涉及以苯基‑2‑吡咯烷基苄醇类化合物以CSA为催化剂,以DCE为溶剂,在100℃的条件下,反应10小时,制得二苯并[b,e]吖庚因类化合物。本发明以苯基‑2‑吡咯烷基苄醇类化合物在酸性条件下脱水生成碳正离子,四氢吡咯邻位碳上的氢以氢负离子的形式迁移到碳正离子,原位上生成的亚胺正离子,再对另一苯环发生傅克反应得到二苯并[b,e]吖庚因类化合物。实现了通过氢迁移/环化策略构建二苯并[b,e]吖庚
青岛农业大学 2021-01-12
基于调频广播副载波的电子站牌信息服务系统
系统覆盖面大,数据率高(17.5kbps)、便于移动,性能可靠,价格低廉。其高速数据传输性能按每秒一刷新考虑,可为45条线路站牌提供数据信息,另外还可为交通诱导等信息服务方面提供方便。 市场应用前景: 基于调频广播副载波的数据传输系统在国内外早已有成功运行的先例,国内也有股票、差分GPS信息、交通诱导方面有很多运用。目前开发的电子站牌乘客信息服务系统已被北京公交、长春公交等地看好,相信会在智能交通(ITS)方面做出应有的贡献。 与国内外技术水平比较: 调频广播副载波数据传输系统属国内领先,达到国际同类水平的技术。基于此系统的电子站牌尚属首家。
北京交通大学 2021-04-13
基于驾驶员安全舒适性的驾驶工作负荷评价理论、方法及在路线工程中的应用研究
北京工业大学 2021-04-14
 一种耐高温隔膜及其在超级电容器方面的应用
本发明提供一种耐高温隔膜,包括下述主料:无机陶瓷材料60‑90份,高分子粘接材料10‑40份。本发明的耐高温隔膜在200℃无收缩,能够应用于超级电容器且显著提高超级电容器的耐温性,同时具有良好的柔性、机械强度、以及充放电循环的稳定性。本发明创造旨在提出一种耐高温隔膜,能够显著提高超级电容器的耐温性,同时具有良好的柔性、机械强度、以及充放电循环的稳定性。/line为达到上述目的,本发明创造的技术方案是这样实现的:一种耐高温隔膜,包括下述主料:无机陶瓷材料60-90份,高分子粘接材料10-40份。/line其中,所述无机陶瓷材料优选的占主料总重的70-85%。/line在上述主料中,无机陶瓷材料作为隔膜的机体材料,在极高温度下仍能保持稳定的化学结构,并且在较高电压下也不会发生氧化还原反应,可以保证隔膜在高温下不收缩,在充放电过程中不会通过氧化还原反应分解,起到稳定隔膜骨架的作用、同时,这些无机陶瓷材料还具备极低的电子电导率,可以减小超级电容器的自放电效应。高分子粘接材料可以将无机陶瓷材料粘接在一起,使隔膜保持高的机械强度以及良好柔性。
南开大学 2021-04-10
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