水下滑翔機(jī)“海翼號(hào)”曾經(jīng)參與北極科考。水下滑翔機(jī)是一種新型的水下機(jī)器人，可以利用凈浮力和姿態(tài)角調(diào)整獲得推進(jìn)力，在深海環(huán)境進(jìn)行工作時(shí)，以極小的能源消耗，獲得較大的續(xù)航能力和工作效率，制造成本和維護(hù)費(fèi)用低，并可重復(fù)使用和大量投放，能夠滿足大范圍海洋探索的需要。“海翼號(hào)”水下滑翔機(jī)下潛深度可達(dá)6300m，已在東海、南海、太平洋、印度洋、白令海峽等海域完成多次實(shí)現(xiàn)海下應(yīng)用，并在北極科考工作中發(fā)揮了極大的作用。

為了達(dá)到7000m級(jí)的下潛深度，“海翼號(hào)”使用了一種特殊抗壓材質(zhì)——碳纖維復(fù)合材料，既減輕了自身重量，增加了滑翔機(jī)內(nèi)有效體積，又實(shí)現(xiàn)了承受深海下超大水壓。總之，復(fù)合材料由于質(zhì)量輕、比輕度高、比模量高、耐疲勞強(qiáng)度高、耐腐蝕、熱膨脹系數(shù)小等優(yōu)點(diǎn)，正在廣泛應(yīng)用于航海及深潛方向。

碳纖維增強(qiáng)復(fù)合材料

碳纖維復(fù)合材料具有低密度、高強(qiáng)度、耐腐蝕、成型簡(jiǎn)單、抗缺陷敏感性、抗振性優(yōu)異、便于維修等特點(diǎn)。已在軍事艦艇的上層建筑、復(fù)合材料桅桿、螺旋槳和推進(jìn)軸及民用游艇儀器表盤(pán)、天線、方向舵、甲板、船艙和船艙壁等增強(qiáng)結(jié)構(gòu)中得到廣泛應(yīng)用。近年來(lái)，在深海油氣開(kāi)采中的應(yīng)用也十分廣泛，主要應(yīng)用于碳纖維復(fù)合材料臍帶管、碳纖維復(fù)合材料錨泊系纜、石油開(kāi)采鉆井立管、采油立管和輸送立管等。

一些潛艇和水下滑翔機(jī)的耐壓殼/艙現(xiàn)在也逐漸由碳纖維復(fù)合材料制造，碳纖維復(fù)合材料由于其優(yōu)異性能，已經(jīng)逐步取代密度較大的金屬材料，成為制備深海潛艇和水下滑翔機(jī)耐壓殼的主流材料。

玻璃纖維增強(qiáng)復(fù)合材料

玻璃纖維增強(qiáng)復(fù)合材料是以玻璃纖維為增強(qiáng)材料，與基體材料通過(guò)一定的成型工藝復(fù)合而成的一種材料。玻璃纖維復(fù)合材料 (俗稱玻璃鋼) 具有密度小、強(qiáng)度高、耐腐蝕、可設(shè)計(jì)性強(qiáng)、易成型、絕熱和節(jié)約能源等優(yōu)點(diǎn), 是建造海洋船艦的基本材料，在建造大型海軍艦艇，如巡邏艇，氣墊船和護(hù)衛(wèi)艦等不同船艦類型時(shí)具有較大的優(yōu)勢(shì)。挪威海軍的“盾牌”（LJD）級(jí)巡邏艇完全由聚氯乙烯泡沫層與玻璃纖維和碳纖維夾層組成的夾芯復(fù)合材料建成。

高密度聚乙烯是一種結(jié)晶度高、非極性的熱塑性樹(shù)脂，作為復(fù)合材料的基體材料，它具有良好的耐熱性、耐磨性、耐寒性、電絕緣性好和韌性，化學(xué)穩(wěn)定性和機(jī)械強(qiáng)度好。在復(fù)合軟管中高密度聚乙烯可用作內(nèi)襯和保護(hù)層，在內(nèi)襯外部纏繞玻璃纖維或者碳纖維，而這些復(fù)合軟管主要用于海洋油氣輸油、輸氣和輸水管道以及注射管線、集輸管線、流管線等。例如Fiberspar 采用擠出工藝制造了高密度聚乙烯復(fù)合材料內(nèi)襯可卷繞復(fù)合材料管，使用纖維纏繞設(shè)備在內(nèi)襯管表面纏繞碳纖維或玻璃纖維，生產(chǎn)速度可達(dá)180m/h。

芳綸纖維增強(qiáng)復(fù)合材料

芳綸纖維增強(qiáng)復(fù)合材料作為新型功能結(jié)構(gòu)材料，具有質(zhì)量輕、比強(qiáng)度和比剛度高、耐疲勞、耐蠕變性能、耐化學(xué)腐蝕、耐磨性能好、熱膨脹系數(shù)低以及透波性好等特點(diǎn)，備受造船界的重視，尤其是在制造高質(zhì)量的船體結(jié)構(gòu)方面有著巨大的優(yōu)勢(shì)。此外，芳綸纖維增強(qiáng)復(fù)合材料還可用于深水水雷外殼、防彈裝甲、救生艇、高壓容器及螺旋槳制造等，能滿足艦船輕量化需求。

陶瓷基復(fù)合材料

陶瓷基復(fù)合材料是以陶瓷為基體與各種纖維復(fù)合的一類復(fù)合材料，具有耐高溫、高強(qiáng)度和剛度、相對(duì)重量較輕、抗腐蝕等優(yōu)異性能，已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于航天空空領(lǐng)域，同時(shí)也被應(yīng)用于潛艇的耐壓殼的制備方面。例如美國(guó)伍茲霍爾海洋研究所研究的“海神”號(hào)機(jī)器人潛艇為了承受海底的超高壓力，采用了特制的新型輕量級(jí)陶瓷基復(fù)合材料取代了傳統(tǒng)的建造潛艇的材料，成功下潛到海下10902m。

由次看出，復(fù)合材料在深海領(lǐng)域已經(jīng)發(fā)揮了極大的作用，正逐漸遍布在航海、深潛、海上油氣開(kāi)采的方方面面，為復(fù)合材料的科技進(jìn)步打CALL。

更多深海領(lǐng)域復(fù)合材料應(yīng)用，敬請(qǐng)關(guān)注今年11月28日-30日，第四屆中國(guó)國(guó)際復(fù)合材料科技大會(huì)（4TH CHINA INTERNATIONAL CONGRESS ON COMPOSITE MATERIALS, CCCM-4）現(xiàn)場(chǎng)的精彩！

第四屆中國(guó)國(guó)際復(fù)合材料科技大會(huì)（4TH CHINA INTERNATIONAL CONGRESS ON COMPOSITE MATERIALS, CCCM-4）將于2019年11月28日-30日在珠海國(guó)際會(huì)議中心召開(kāi)。大會(huì)以“復(fù)合新材，料定未來(lái)”為主題，設(shè)立60多個(gè)主題學(xué)術(shù)分論壇及多個(gè)特色分會(huì)場(chǎng)，預(yù)計(jì)參會(huì)專業(yè)人士3000名。同期舉辦的第三屆國(guó)際復(fù)合材料產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新成果技術(shù)展覽會(huì)的展示面積計(jì)劃為20000平方米。大會(huì)在全球范圍內(nèi)邀請(qǐng)復(fù)合材料領(lǐng)域?qū)＜覍W(xué)者與企業(yè)代表出席，重點(diǎn)研討復(fù)合材料學(xué)科與產(chǎn)業(yè)發(fā)展的動(dòng)態(tài)、前沿與趨勢(shì)，展示復(fù)合材料最新技術(shù)與應(yīng)用。大會(huì)為各界搭建協(xié)同創(chuàng)新平臺(tái)，設(shè)立特色分會(huì)場(chǎng)，組織學(xué)術(shù)界與產(chǎn)業(yè)界深入交流對(duì)接，共論產(chǎn)業(yè)發(fā)展趨勢(shì)與導(dǎo)向，探尋材料復(fù)合化對(duì)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的深刻影響，促進(jìn)復(fù)合材料產(chǎn)業(yè)鏈、創(chuàng)新鏈、服務(wù)鏈、資金鏈的有效對(duì)接，完善復(fù)合材料產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)生態(tài)。

“珠玉在側(cè)，海納百川”。CCCM-4設(shè)在粵港澳大灣區(qū)的核心地帶，適逢祖國(guó)華誕70周年，必將匯聚復(fù)合材料各界英才，形成殫精竭智、實(shí)干報(bào)國(guó)的共識(shí)，在我國(guó)復(fù)合材料科學(xué)發(fā)展史上留下精彩的印記。

由江南大學(xué) 張典堂 研究員供稿