功能材料在舰船工程领域中的研究进展(3)

高分子导电聚合材料作为高分子隐身材料的一员以其优良的隐身性能正得到世界各国的高度重视，虽然这类材料作为舰船吸收雷达波的应用还只处于试验阶段。但随着“模块合成”、“分子沉积法”、“扫描微探针电化学”等制备导电聚合物微管和纳米管的方法相继出现以及计算机模拟分子设计技术的日趋成熟[10]，导电聚合物必将作为舰船和武器装备的吸波材料得到广泛的应用。

目前世界各国海军现役和在建的潜艇中，绝大多数均已敷设了消声瓦。消声瓦能够减少对方主动声纳的探测距离并且能降低本艇内机械噪声。消声瓦在合成材料与粘贴技术上将有新的发展，日本海上自卫队目前使用的一种由电阻抗变层和低阻抗谐振层组成的宽频带高效吸波树脂复合材料，在1～20吉赫的雷达波段上吸收率达20分贝以上，使得其海中装备的隐身性能较好。英国海军目前使用的聚氨酯材料、法国海军的聚硫橡胶、广泛用于声学材料的丁基橡胶等，都是发展消声瓦技术的很有前途的合成材料。美国海军使用的玻璃纤维制双层薄板消声瓦，则被认为是消声瓦未来发展的一种趋势。其他形式的复合材料与复合声学结构相结合的消声瓦，由于具有优良的吸声和减振效果，也必然是未来消声瓦设计的重点。在消声瓦结构设计多样化的同时，消声瓦的使用日趋专用化，适于特定艇体的区域或特定频段的专用型消声瓦逐渐得到广泛应用（前苏联对不同活动区域的潜艇敷设不同材料的消声瓦）。要求消声瓦既保持吸声效果，还要使其具有减振的作用，另外，降低本艇自噪声为主要目的的特殊消声瓦在将来也会出现。消声瓦技术[8～9]已不再是一种完全独立的领域，而是潜艇隐身和减振降噪技术、艇体水动力噪声治理、艇体防污等多项技术工程综合应用的领域。

2 在舰船领域应用展望

我国对功能材料的研究起步较晚，特别是舰船军用新材料发展较慢,为适应现代高技术战争的需要,我们应该重视高性能和多功能高分子新材料的研究和开发,并充分利用材料科学技术的新成就,将有限的时间和财力集中放在新材料的应用研究上。未来高分子材料在舰船阻尼材料、涂料、消声材料等方面必将有更大的发展。未来的高分子阻尼材料将向着高阻尼性能、工作温度宽、高强度、耐老化和低污染的方向以及结构－智能一体化的方向发展。阻尼材料是集机械力学和材料力学、声学、材料加工等多学科、跨领域的材料，需要进一步定量的研究。涂料方面，开发环境友好型防污、隐身、防腐的多功能涂料是21世纪海洋涂料的发展方向之一，无毒、低表面能防污涂料、自抛光防污涂料、来源广泛的生物仿生防污涂料将是未来发展的重点。当前新型海洋防污涂料技术的开发势在必行。

消声高分子材料方面，减振复合材料、压电阻尼减振消声材料、压磁阻尼吸声材料、声斗篷、声子晶体等领域将是将来的研究重点。未来舰船要突出吸声隐身的要求，在设计和选材时可考虑选择多功能材料来代替只有单一功能的材料。

功能材料是指那些具有优良的电学、磁学、光学、热学、声学、力学、化学、生物医学功能，特殊的物理、化学、生物学效应，能完成功能相互转化，主要用来制造各种功能元器件而被广泛应用于各类高科技领域的高新技术材料。功能材料种类繁多，用途广泛，正在形成一个规模宏大的高技术产业群，有着十分广阔的市场前景和极为重要的战略意义。

高分子阻尼材料、高分子树脂基复合材料、高分子隐身材料等化学功能材料以其加工简便、造价低廉、密度小、比强度高等一系列优点，在舰船建造和维修领域获得了越来越多的广泛应用，其应用技术已成为舰船与海洋工程中不可缺少的组成部分。舰船用高分子材料能减轻船体重量、降低建造成本、提高安全性和舒适性，在舰船工程领域具有重要的意义。

目前，功能材料在舰船工程中的应用主要有以下几方面：

（1）制造轴承和机器零件；

（2）制造具有无磁性、吸震、透明等性能特点的电器和航海仪器的零件和元件；

（3）制造管系、海水泵、淡水泵以及其他部件；

（4）用于舰船功能高分子材料及涂料，以及具有减阻、降噪、红外隐身、雷达隐身、防腐等特殊功能的舰船用涂料。

舰船高新技术的发展主要集中在新武器的开发、舰船隐身化、新动力系统的采用和新船型的研究几个方面[1]。舰船高新技术的发展对舰船材料提出许多新的要求，这就是舰船用高技术新材料发展的强大推动力，而高技术新材料又是舰船上高新技术实现的物质基础。

文章来源：《金属功能材料》 网址: http://www.jsgncl.cn/qikandaodu/2021/0626/631.html