纳米隔热材料在舰船上的应用前景
王在铎
（海军驻中国运载火箭技术研究院军代表室，北京100076）
文摘概述了舰船隔热保温材料的种类及优缺点，特别介绍了具有广阈应用前景的纳米隔热材料及其性能特点，并通过分析国外纳米隔热材料在舰船上的应用现状及国内研究基础，展望了纳米隔热材料在国内舰船上的应用前景。
关键词舰船，纳米隔热材料，热导率
Nano-InsulationMaterial and Its ApplicationonWarship
WangZaiduo
(Navy Representative Office in the China Academy of Launching Vehicle Technology, Beijing 100076)
Abstract The latest species and characteristic of thermal insulating materials for warship are depicted syntheti-cally in this paper. Especially, the performance of the prospective nano-insulation materials is emphasized. Based on reviewing the application of nano-insulation materials on warship abroad and domestic research, the future develop-ments of nano-insulation materials for warship are summarized
Key words Warship, Nano-insulaion, Thermal conductivity
0引言
隔热材料在各类舰船上获到广泛应用，主要发挥
耐火分隔、舱室绝缘及高温管道保温等功能，其性能优务直接关系到舰船及其人员安全和生活质量、维修保养周期和费用、环保等多方面的间题！"。舰船上应用的隔热材料主要分有机和无机材料两大类。以美国为首的发达国家对舰船的防火等级提出了明确的要求和试验方法，过去常用的聚氨酯泡沫材料体系逐渐被淘汰[2-3]。舰船常用的无机隔热材料主要有“三棉（矿棉、玻璃棉、岩棉）”、“三板（硅酸钙板、膨胀蛭石板、膨胀珍珠岩板)”等[4]。与有机类材料相比，无机隔热材料在使用温度、老化稳定性、防火、无毒等方面具有明显优势，但是仍然存在一定的不足：(1)热导率偏高，防火保温效率较低，不仅影响有效载重，而且造成动力舱和热力管道间温度偏高、操作空间狭小，导致能量散失，容易引起人员烫伤；（2）无机陶瓷材料表面含有羟基等亲水基团，易吸水（潮），进一步增加无效质量和能量散失，运行过程中因为析晶等原因造成纤维材料粉化失效；（3）残留的氟离子和碱性元素对金属管道具有一定的腐蚀性，容易造成管道泄漏等灾难性后果，进一步加大了维护保养的难度。
收稿日期：2011-03-15
针对存在的问题，各国学者在开发新型舰船隔热材料方面做了大量工作，并取得了一定的成果。其中在有机隔热材料方面，发展了具有非自燃特性的聚酰亚胺泡沫材料、韧性酚醛泡沫耐高温材料体系；在无机隔热材料方面，发展了玄武岩和多晶莫来石纤维、碳泡沫和纳米隔热材料等[3-4]。
聚酰亚胺隔热材料具有良好的阻燃性、抗明火、
不发烟、环境友好，质量轻、柔韧性好、易于安装维护等优点，在舰船上已经获得广泛的应用，例如美国的 CG-47护卫导弹巡洋舰、HSS900双体船、登陆气垫船、海军水面战舰、潜艇和航空母舰等，其隔热性能优异，船体结构质量大大减轻[3-6]。聚酰亚胺隔热材料的缺点是使用温度偏低，热导率较高，以应用最广泛的聚酰亚胺泡为例，其最高使用温度仅为200℃，室温热导率达到0.043W/（m·K）[3)。
酚醛泡沫具有良好的隔热性能、较高的使用温度、耐燃性、烟密度低、无毒等优点。酚醛泡沫的缺点是脆性大，国外采用韧性好、耐温高的硅氧烷化合物与酚醛树脂复合形成半互穿网络或全互穿网络，可望显著提高其韧性[3.7-8]，目前相关技术还不成熟。
碳泡沫材料具有价廉、质轻、阻燃、抗冲击、无毒等众多优点，与Kevlar纤维和酚醛树脂复合形成的
作者简介：王在铎，1970年出生，工程师，主要从事舰船相关技术研究与臂理
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万方数据
http://www.yhclgy.com宇航材料工艺2011年第3期