壹.在(zai)船舶(bo)上(shang)的(de)應(ying)用

與(yu)傳(chuan)統的(de)造(zao)船材料(liao)相(xiang)比(bi)，碳纖維復(fu)合(he)材料(liao)具有(you)天然的(de)優(you)勢。首(shou)先(xian)，碳纖(xian)維(wei)復(fu)合(he)材料(liao)具有(you)良好的(de)力學性能。用它制(zhi)成(cheng)的(de)船(chuan)體具有(you)重量(liang)輕、油耗(hao)低(di)的(de)特點(dian)，而且建(jian)造(zao)工藝(yi)相(xiang)對(dui)簡(jian)單(dan)、周(zhou)期(qi)短(duan)、成(cheng)型方便，建(jian)造(zao)和(he)維護(hu)成本遠低(di)於(yu)鋼(gang)質(zhi)船(chuan)。同(tong)時(shi)，由於碳纖(xian)維(wei)與(yu)樹(shu)脂(zhi)基(ji)體的(de)界面能(neng)有(you)效(xiao)阻止(zhi)裂(lie)紋擴展，材料(liao)具有(you)良好的(de)抗(kang)疲勞性(xing)能(neng)。此(ci)外，由於(yu)碳纖(xian)維表(biao)面的(de)化(hua)學惰性，船體具有(you)水(shui)生(sheng)生(sheng)物(wu)難以生(sheng)長(chang)、耐腐(fu)蝕(shi)的(de)特點(dian)，這也(ye)是(shi)船舶(bo)建(jian)造(zao)選(xuan)材非(fei)常(chang)重要(yao)的(de)因(yin)素(su)之壹(yi)。因(yin)此，碳(tan)纖維復(fu)合(he)材料(liao)在(zai)造(zao)船領域(yu)有其獨(du)特的(de)綜(zong)合(he)性能(neng)優勢，目(mu)前(qian)正(zheng)被廣泛(fan)應(ying)用於該領域(yu)。同(tong)時(shi)，應(ying)用領域(yu)的(de)擴大也(ye)帶動了碳纖(xian)維(wei)產(chan)業(ye)的(de)發(fa)展。

1.2民(min)用遊艇

壹(yi)般(ban)大型遊艇都(dou)是(shi)私人所(suo)有(you)，價(jia)格昂貴，要(yao)求(qiu)重量(liang)輕，強度高(gao)，耐(nai)久性好。碳(tan)纖(xian)維復(fu)合(he)材料(liao)可(ke)用於遊艇的(de)儀(yi)表(biao)盤、天線、舵、甲(jia)板、船(chuan)艙和(he)艙壁。傳(chuan)統的(de)復(fu)合(he)材料(liao)遊(you)艇主(zhu)要(yao)采用玻(bo)璃纖(xian)維增(zeng)強塑料(liao)(FRP)制(zhi)造(zao)，但(dan)由(you)於(yu)剛(gang)性不足(zu)，船體在(zai)達到(dao)剛性(xing)設計(ji)要求(qiu)後往往會超(chao)重(zhong)，而玻(bo)璃纖(xian)維是(shi)壹種(zhong)致癌物(wu)質(zhi)，在(zai)國(guo)外(wai)逐漸被(bei)禁止(zhi)。現在(zai)復(fu)合(he)材料(liao)遊(you)艇使(shi)用碳纖維復(fu)合(he)材料(liao)的(de)比(bi)例大大增(zeng)加(jia)，有(you)的(de)甚(shen)至采用碳纖維復(fu)合(he)材料(liao)。例(li)如(ru)，由(you)Baltic Company建(jian)造(zao)的(de)超(chao)級(ji)遊(you)艇Panama具有(you)夾層(ceng)結(jie)構，碳(tan)纖(xian)維(wei)/環(huan)氧樹脂(zhi)作為(wei)外(wai)殼，Nomex蜂(feng)巢(chao)和(he)CorecellTM結構(gou)泡(pao)沫(mo)作為(wei)其船(chuan)體和(he)甲板(ban)的(de)核(he)心材料(liao)。它的(de)船(chuan)體有60米長(chang)，但(dan)總(zong)重(zhong)量(liang)只有(you)210噸(dun)。Sunreef 80 Levante是(shi)壹艘(sou)碳纖(xian)維(wei)雙(shuang)體(ti)船，由波蘭(lan)的(de)雙(shuang)體(ti)船工廠Sunreef Yachts建(jian)造(zao)，由乙(yi)烯(xi)基(ji)樹脂(zhi)夾層(ceng)復(fu)合(he)材料(liao)、PVC泡(pao)沫(mo)和(he)碳纖(xian)維復(fu)合(he)材料(liao)制(zhi)成(cheng)。桅(wei)桿吊(diao)桿都(dou)是(shi)定制(zhi)的(de)碳(tan)纖維復(fu)合(he)材料(liao)，船(chuan)體(ti)只有(you)壹部(bu)分(fen)是(shi)玻(bo)璃鋼(gang)的(de)。空載(zai)重量只有(you)45t。速(su)度快(kuai)，油耗(hao)低(di)，性(xing)能(neng)優(you)異。

2014年(nian)完工的(de)遊(you)艇“中(zhong)科聯(lian)亞”號是(shi)目前(qian)國(guo)內(nei)唯壹(yi)的(de)全(quan)碳纖維遊(you)艇。它是(shi)由碳(tan)纖維(wei)和(he)環氧樹脂(zhi)復(fu)合(he)材料(liao)制(zhi)成(cheng)的(de)綠色(se)遊艇，比(bi)同(tong)類型的(de)玻(bo)璃纖(xian)維遊艇輕30%，強度更(geng)高(gao)，速(su)度更(geng)快(kuai)，油耗(hao)更低(di)。

此(ci)外(wai)，高(gao)強度碳(tan)纖(xian)維(wei)繩索(suo)用於遊艇的(de)拉(la)索(suo)和(he)纜(lan)繩，以確保安全(quan)。由於碳纖(xian)維的(de)拉(la)伸模量和(he)抗(kang)拉強度比(bi)鋼(gang)高(gao)幾(ji)倍甚(shen)至幾(ji)十(shi)倍，而且還(hai)具有(you)纖維(wei)的(de)可(ke)制動性，所(suo)以將(jiang)碳(tan)纖(xian)維(wei)繩作為(wei)基(ji)體材料(liao)，正(zheng)好可(ke)以彌補(bu)鋼(gang)絲繩和(he)有機(ji)聚合(he)物(wu)繩的(de)不足(zu)。  

1.1軍用船舶

碳纖(xian)維(wei)復(fu)合(he)材料(liao)具有(you)良好的(de)聲(sheng)、磁(ci)、電(dian)性(xing)能(neng):透波透聲，無(wu)磁(ci)性(xing)，因(yin)此可(ke)用於提(ti)高(gao)軍(jun)艦的(de)隱(yin)身性能。在(zai)艦船(chuan)上(shang)層(ceng)建(jian)築中(zhong)使(shi)用復(fu)合(he)材料(liao)，不僅可以減(jian)輕船體(ti)重量，還(hai)可以通(tong)過(guo)在(zai)夾層(ceng)中(zhong)嵌入(ru)具有(you)濾(lv)波功能的(de)頻(pin)率(lv)選(xuan)擇層(ceng)，以預(yu)定的(de)頻(pin)率(lv)發(fa)射和(he)接(jie)收(shou)電(dian)磁(ci)波，從(cong)而屏蔽敵(di)方(fang)的(de)雷達電(dian)磁(ci)波。如(ru)1999年(nian)，挪(nuo)威(wei)海軍(jun)建(jian)造(zao)的(de)“skjold”級(ji)遊船采用了由PVC泡(pao)沫(mo)芯(xin)層(ceng)、玻(bo)璃纖(xian)維和(he)碳纖(xian)維夾層(ceng)組成的(de)夾層(ceng)復(fu)合(he)材料(liao)。這種設計(ji)不僅提(ti)高(gao)了(le)強度重(zhong)量(liang)比(bi)，還(hai)具有(you)良好的(de)抗(kang)沖擊性能(neng)，大(da)大增(zeng)強了(le)低(di)磁(ci)、抗(kang)紅外和(he)抗(kang)雷達掃描(miao)的(de)特性。2000年(nian)服役(yi)的(de)瑞(rui)典(dian)維斯(si)比(bi)號護(hu)衛(wei)艦全(quan)艦采用碳纖維復(fu)合(he)材料(liao)，具有(you)減重(zhong)、雷達、紅(hong)外隱(yin)身等(deng)特殊功能。

碳(tan)纖(xian)維(wei)增(zeng)強復(fu)合(he)材料(liao)桅(wei)桿在(zai)船舶(bo)上(shang)的(de)應(ying)用逐漸興(xing)起(qi)。2006年(nian)在(zai)美國(guo)服(fu)役(yi)的(de)LPD-17艦采用了先(xian)進(jin)的(de)碳(tan)纖維/輕木(mu)芯(xin)制(zhi)成(cheng)的(de)復(fu)合(he)材料(liao)桅(wei)桿。與(yu)最初的(de)開放(fang)式(shi)桅(wei)桿不同(tong)，LPD-17采用了全(quan)新(xin)的(de)全(quan)封閉桅(wei)桿/傳(chuan)感器(qi)系(xi)統(AEM/S)。碳(tan)纖(xian)維復(fu)合(he)材料(liao)桅(wei)桿上(shang)部(bu)覆(fu)蓋有頻(pin)率(lv)選(xuan)擇性表(biao)面材料(liao)(FSS)，可(ke)以讓(rang)自(zi)身特定頻(pin)率(lv)的(de)波通(tong)過(guo)，下部(bu)可(ke)以反(fan)射雷達波或(huo)者被(bei)雷達材料(liao)吸(xi)收(shou)。因(yin)此具有(you)良好的(de)雷達隱(yin)身和(he)探測(ce)功能。此(ci)外(wai)，各種(zhong)天線及(ji)相(xiang)關設備統壹(yi)組合(he)配備(bei)在(zai)結構(gou)中，不易被腐(fu)蝕(shi)，更(geng)有(you)利(li)於設備的(de)維(wei)護(hu)。歐洲(zhou)海軍(jun)已(yi)經(jing)研(yan)制出(chu)類似(si)的(de)封閉式(shi)壹(yi)體化(hua)傳(chuan)感器(qi)桅(wei)桿，采用納米技(ji)術玻(bo)璃纖(xian)維和(he)碳纖(xian)維復(fu)合(he)材料(liao)作為(wei)增(zeng)強材料(liao)。它允(yun)許各種(zhong)雷達波束和(he)通信(xin)信(xin)號相(xiang)互穿越(yue)，互不幹擾(rao)，損(sun)耗(hao)極(ji)低(di)。2006年(nian)，這種先(xian)進(jin)技(ji)術的(de)mast ATM被(bei)用於英(ying)國(guo)海軍(jun)的(de)“皇(huang)家(jia)方舟”號航(hang)母上(shang)。

碳(tan)纖(xian)維(wei)復(fu)合(he)材料(liao)還(hai)可以用於船舶的(de)其他(ta)方面(mian)。如在(zai)推進(jin)系(xi)統中(zhong)用作螺旋(xuan)槳(jiang)和(he)推進(jin)軸(zhou)系(xi)，以降(jiang)低(di)船(chuan)體(ti)的(de)振(zhen)動效(xiao)應(ying)和(he)噪聲(sheng)，多用於偵察船和(he)快(kuai)速(su)巡(xun)航(hang)船。它可(ke)用作機械設備中的(de)舵(duo)、壹些(xie)特殊的(de)機(ji)械裝(zhuang)置(zhi)和(he)管(guan)路系(xi)統。此(ci)外(wai)，高(gao)強度碳(tan)纖(xian)維(wei)繩索(suo)廣泛(fan)用於海軍(jun)軍(jun)艦的(de)纜(lan)繩和(he)其他(ta)軍用物(wu)品(pin)。

碳纖維復(fu)合(he)材料(liao)是(shi)由碳(tan)纖維(wei)和(he)樹脂(zhi)、金屬(shu)、陶瓷(ci)基(ji)體等(deng)制成(cheng)的(de)纖(xian)維增(zeng)強材料(liao)。由(you)於(yu)其重(zhong)量輕、強度高(gao)、耐(nai)高(gao)低(di)溫(wen)等(deng)優良特性，近(jin)年(nian)來被(bei)廣泛(fan)應(ying)用於航(hang)空航(hang)天、運(yun)動(dong)休(xiu)閑(xian)、高(gao)鐵(tie)車廂(xiang)、民(min)用建(jian)築等(deng)領域(yu)。在(zai)輕質(zhi)高(gao)強的(de)同(tong)時(shi)，碳纖維復(fu)合(he)材料(liao)還(hai)具有(you)優異的(de)耐(nai)疲勞性(xing)、耐(nai)腐(fu)蝕(shi)性(xing)和(he)高(gao)比(bi)強度帶來的(de)優(you)異施工性(xing)能(neng)，這使(shi)得其在(zai)對(dui)材料(liao)性(xing)能(neng)有(you)特殊要求(qiu)的(de)海洋(yang)領域(yu)的(de)應(ying)用前(qian)景(jing)也(ye)不容小覷。近(jin)年(nian)來，碳(tan)纖維(wei)復(fu)合(he)材料(liao)在(zai)造(zao)船、海上(shang)能(neng)源(yuan)開發(fa)、海洋(yang)工(gong)程(cheng)修復(fu)等(deng)領域(yu)發揮著越(yue)來越(yue)重要(yao)的(de)作用。