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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
选择性去除烟草致癌物亚硝胺的新材料
"本项目借鉴国外经验:用水浸泡烟叶、再用团队研制的新材料吸附溶液里的TSNA。 净化后溶液用于烟草制品的生产,显著降低TSNA含量,形成新卖点而促进产品销售。团队提供吸附材料的配方和使用的资料;应用于口含烟等不燃烟新产品以及传统卷烟,减少烟草对于环境和人体健康的负面影响,提高产品的竞争能力。"
南京大学 2021-04-10
人才需求:轮胎新材料应用及高端产品的研发
轮胎新材料应用及高端产品的研发
山东兴鸿源轮胎有限公司 2021-09-06
船舶制造
深耕船舶制造,拥有国际一流的现代化船舶建造基地:新大洋造船有限公司,产品线覆盖散货船、气体船、油船、化学品船和海工船等,以卓越的产品和稳定的质量将”中国制造“推向世界。 独有的”皇冠“系列散货船,声誉卓著,以优异的性能、稳定的质量和良好的节能效果,成为航运市场中的佼佼者,累计交付客户超140艘。
苏美达国际技术贸易有限公司 2021-02-01
海嘉船舶综合显示系统
海嘉船舶综合显示系统基于多源信息融合和可视化展示,通过多通道信号处理和大屏幕技术实现。系统收集船舶各种设备如传感器、监控系统的数据源,利用图像合成和分屏技术将信息集成展示在大屏幕上。多通道信号处理确保来自不同源头的数据能够被有效整合和展示,包括船舶状态、位置、设备健康状况等信息。系统通过实时数据处理和高效图像呈现,使船员或操作人员能够直观、全面地监控船舶状态,为船舶运营、安全管理提供可视化支持。
厦门大学 2025-02-07
隧道防水新材料及其关键技术
研发阶段/n内容简介:隧道防水工程是隧道建设的有机组成部分,是关系到隧道建设成败的关键环节。隧道防水涉及到防水材料、防排水工艺设计、防排水工程施工组织设计与管理、遂道的养护等诸多环节。虽然隧道防水的工艺设计因水文地质条件、隧道施工方法等的不同而异,但任何一种防水措施均依赖于隧道衬砌混凝土自身的抗渗、防水能力。本研究以提高混凝土自身的防水能力为目标,以混凝土超塑化剂(SuperPlasticizers)的合成为关键,重点研究一种具有合适的强度、良好的施工性能及优异抗渗性能的自密实防水混凝土,利用这种自
湖北工业大学 2021-01-12
山东华安新材料有限公司
山东华安新材料有限公司是于2007年11月成立的的中外合资企业,地处周村经济开发区,注册资本1.05亿元人民币,总资产5亿元,职工400余人。公司属氟化工行业,主要生产新型环保绿色制冷剂系列产品。先后获得“国家技术发明”二等奖、山东省“科学技术”一等奖、“高新技术企业”、“淄博市创新成长型企业”、 “淄博市工业百强企业”、“高校毕业生就业示范基地企业”等多项荣誉称号,目前正筹备上市。 近几年,公司产量、销量和利润等指标均以100%以上的速度递增。2011年实现销售收入8亿元,利润和税收均超过1亿元,荣获周村区“纳税第一名”荣誉称号;预计2015年实现销售收入35亿元,利税5亿元。公司效益增长的同时,员工收入水平和福利快速增长,处于当地及同行业前列,文化生活日益丰富。 未来,公司将在现有的系列产品基础上,向世界上最先进的新一代低碳环保制冷剂领域进军,同时在含氟聚合物、含氟精细化学品及含氟医药中间体等氟化工领域多维度发展,充分发挥公司的技术研发优势,建成最具特色的氟化工产业基地。
山东华安新材料有限公司 2021-08-30
无锡变格新材料科技有限公司
变格科技是国内顶尖的电容触控技术研发生产制造商,致力于打造智慧型触控产业生态圈。变格主要生产基于非规则铜系金属网格的低电阻透明导电膜,同时集上下游供应链的研发、设计、生产、销售及服务支持为一体,为用户提供具有竞争力的解决方案,统一多屏交互语言,提升交互效率和实现交互一体化。 变格科技成立于2015年,是一家以技术驱动触控供需生态链的科技型创新企业,目前拥有无锡材料研发生产基地、厦门研发应用中心和北京协同创新中心,是大尺寸触控国际领先厂商,现有7”~86”模组、套件和整机解决方案,业务遍及国内外军工电磁屏蔽、商务白板、教育黑板、智能家居、新零售等应用领域。
无锡变格新材料科技有限公司 2022-02-24
山东莘纳智能新材料有限公司
山东莘纳智能新材料有限公司,成立于2019-07-24,注册资本为5000万,法定代表人为徐印珠,经营状态为开业,工商注册号为371522200099988,注册地址为山东省聊城市莘县莘亭街道办事处耕莘街与阳平路交叉路口西200米路北,经营范围包括围绕二氧化钒相关材料(纳米材料、浆料、智能隔热玻璃涂层、智能精准光调控多功能农用薄膜),在其制备及应用领域进行深入研发、生产(危险化学品除外),并进行市场销售。  
山东莘纳智能新材料有限公司 2021-08-24
山东九鼎新材料有限公司
山东九鼎新材料有限公司是江苏九鼎新材料股份有限公司(股票代码:002201)在山东投资的全资子公司,成立于2010年12月。公司占地35万平方米,一期投资10亿,主要经营HM/HCR无碱、高性能玻璃纤维纱、玻璃纤维深加工制品的研发、生产和销售。 公司建有原料均化系统、玻璃熔制系统、纤维成型系统、浸润剂配制系统及公用工程配套设施构成的完整的、高性能玻璃纤维纱及深加工生产线。通过计算机DCS集成控制系统实现数据化、信息化、自动化的运行管理,其生产工艺和技术在国内处于领先地位。 公司采用九鼎新材自主研发的采用独特玻璃成份和熔制工艺制成技术,生产HM(High Modulus fiberglass )/HCR高模量玻璃纤维高性能玻璃纤维纱、磨具材料增强网布、玻纤短切毡、玻纤缝边毡等玻纤深加工制品。具有绝缘性好、耐热性强、抗腐蚀性好、机械强度高等优点,广泛应用于管罐、交通、电子、电气、工业设备、造船、医疗、海洋开发、风电、航空航天等高新科技产业及其他复合材料中的增强材料、电绝缘材料和绝热保温材料等国民经济领域。 “用我们的勤劳和智慧建设充满活力、令人向往、永续发展的百亿九鼎、百年九鼎”。九鼎正在努力打造玻纤新材料深加工基地,致力于成为新材料领域最优秀企业。    
山东九鼎新材料有限公司 2021-08-24
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