海洋湖泊占据了地球超过70%的面积,存量巨大的水资源对我们的生活拥有极大的影响,现在人类几千年的历史一直在学习如何与之共存。船舶舰艇是我们航行于海洋湖泊的主要工具,木头、竹子、金属再到现在的各种复合材料,是制作船舶舰艇的主要材料,而如今为了轻量化的需求,又引入了碳纤维复合材料,未来还会有热塑性碳纤维复合材料,那它们究竟能够适用呢?
 
热塑性碳纤维适合用于制作水下设备吗?
 
    热塑性碳纤维防水防潮性如何?
 
    热塑性碳纤维是碳纤维复合材料中性能更好的一种,在综合性能方面比热固性碳纤维更胜一筹。热固性碳纤维复合材料是具备较好防水防潮特性的,而热塑性树脂在此项性能上的表现会更优秀一下,因此热塑性碳纤维同样防水防潮。
 
    热塑性复合材料是通过用热塑性聚合物基体浸渍碳纤维制成的,例如聚丙烯(PP)、聚酰胺(PA)或聚醚醚酮(PEEK)。碳纤维提供高强度和刚度,而热塑性基体则增加韧性、抗冲击性和环境耐久性。
 
    碳热塑性树脂基体通常具有较低的吸湿性,这一特性有助于防止因暴露于湿气而引起的机械性能下降。热塑性碳纤维复合材料的制造过程通常涉及压缩成型或注塑等方法,与热固性复合材料相比,它们可以提供更一致和均匀的材料性能,包括防水防潮性。
 
    不过需要注意的是,防水防潮性可能会根据具体的热塑性材料和所使用的制造工艺而变化。不同类型的热塑性碳纤维复合材料具备的防水防潮性是有很大区别的,不同一概而论。
 
热塑性碳纤维适合用于制作水下设备吗?
 
    热塑性碳纤维适合用于制作水下设备吗?
 
    热塑性碳纤维复合材料不仅具备较好的防水防潮性,同时极高的抗拉强度和弹性模量,加之远超金属的抗疲劳特性,可以使其在水下设备中有多种应用的可能,以下是如何使用这些材料的一些例子。
 
    1、海底结构:热塑性碳纤维复合材料可用于制造浮力模块、立管夹和水下外壳等海底结构。这些结构需要高强度、耐腐蚀和耐用性,以承受恶劣的水下环境。
 
    2、ROV/AUV组件:遥控潜水器(ROV)和自主水下航行器(AUV)通常采用热塑性碳纤维复合材料作为框架、结构面板和螺旋桨系统等组件。这些材料有助于减轻车辆的重量,同时保持必要的强度和刚度。
 
    3、潜水设备:热塑性碳纤维复合材料可用于制造潜水设备,包括潜水气瓶、背板和鳍。这些材料提供了对潜水员有利的强度、耐腐蚀性和轻质特性。
 
    4、水下机器人:热塑性碳纤维复合材料非常适合建造用于执行检查、维护和勘探等各种任务的水下机器人系统。这些复合材料提供了水下高效作业所需的强度和轻质特性。
 
    5、管道和海上基础设施:热塑性碳纤维复合材料可用于水下管道、立管和其他海上基础设施部件。这些材料的耐腐蚀性和耐用性使其适合承受海洋环境的恶劣条件。
 
    6、水下传感器和仪器:热塑性碳纤维复合材料可用于建造传感器外壳、仪器支架以及水下传感和测量设备的其他组件。这些材料提供必要的机械强度以及防潮和耐腐蚀能力。
 
    7、海洋研究设备:热塑性碳纤维复合材料在海洋研究设备中得到应用,例如水下监测浮标、水采样器和水下滑翔机。这些材料具有轻质结构、耐腐蚀和耐用性,适合在海洋中长期部署。
 
    热塑性碳纤维设计和制作得当,甚至可以作为深海探测器的核心材料,我国的蛟龙号水下探测器上就有它的身影。水下5000米,甚至10000米,水压已经超出了想象,但热塑性碳纤维却具备可靠的保护作用,可见此类复合材料的实用价值确实非常高。
 
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