許江

【摘要】人類進(jìn)入海洋開發(fā)新時代，傳統(tǒng)材料已經(jīng)不能滿足我們的發(fā)展需要，各種各樣的新型材料應(yīng)運(yùn)而生。新材料的開發(fā)與應(yīng)用如今已成為世界各國普遍關(guān)注的項(xiàng)目。二十一世紀(jì)被稱為“海洋世紀(jì)”，美日韓等海洋強(qiáng)國都在重新規(guī)劃自己的海洋戰(zhàn)略，海洋工程材料自然而然被推到了突出的地位。海洋工程材料宏觀上是指從海洋中提取的材料和專屬用于海洋開發(fā)的各類特殊材料。通過對新材料研究的不斷深入，人類對海洋的探索能力將不斷增強(qiáng)，海洋資源開發(fā)的能力也將得到巨大提升，這也是各國不惜巨大投資，大力發(fā)展新材料工程的原因。海洋對航行器的威脅有很多方面，比如海水的腐蝕性、深海低溫環(huán)境、洋流、巨浪等。新材料在海軍工程領(lǐng)域具有非常大的應(yīng)用空間，特別是在降噪、速航、耐低溫、隱身等方面，世界軍事大國對此非常重視。

【關(guān)鍵詞】新材料；海洋；開發(fā)；應(yīng)用

1、海洋新型防腐蝕材料

1.1海洋腐蝕

1.1.1海洋腐蝕機(jī)理

海洋環(huán)境是一種復(fù)雜的腐蝕環(huán)境。在這種環(huán)境中，海水本身是一種強(qiáng)的腐蝕介質(zhì)，同時波、浪、潮又對金屬構(gòu)件產(chǎn)生低頻往復(fù)應(yīng)力和沖擊，加上海洋微生物、附著生物及它們的代謝產(chǎn)物等都對腐蝕過程產(chǎn)生的加速作用。

1.1.2海洋腐蝕的形式

（1）海水腐蝕

海水中含有大量、等多種成分，對于浸沒在海水中的金屬材料具有極強(qiáng)的腐蝕性。這些腐蝕性離子還以細(xì)浪或者煙霧等形式漂浮在空氣中腐蝕海上結(jié)構(gòu)物。

（2）微生物腐蝕

海洋中有大量的微生物，形成微生物腐蝕。中國工程院院士柯偉認(rèn)為每年與海洋微生物有關(guān)的材料破壞和失效占到涉海材料損失總量的。由此可見微生物腐蝕的帶來的危害必須重視起來。

1.2防腐材料

為防止海水腐蝕對海洋工程設(shè)施的危害，工程人員通常會在工程設(shè)施表面涂上一層防腐涂料，以避免腐蝕介質(zhì)與鋼鐵直接接觸，從而避免鋼鐵發(fā)生腐蝕。水基自固化無機(jī)鋅硅防腐涂料就是最新研制的新型防腐涂料。該材料特點(diǎn)是固化快，結(jié)合力強(qiáng)，防腐蝕性能優(yōu)異，耐高溫，耐老化，是長期在海洋，大氣等腐蝕性介質(zhì)中工作的鋼鐵結(jié)構(gòu)的防腐材料。目前該材料在軍事、商業(yè)、資源開發(fā)等很多領(lǐng)域都有廣泛的應(yīng)用。

此外，高性能耐腐鈦合金材料、非晶態(tài)耐蝕鈦合金材料都是性能良好的新型防腐蝕材料

2、軍事海洋材料

軍事海洋材料是當(dāng)今科技含量最高的領(lǐng)域，高校、科研機(jī)構(gòu)和現(xiàn)代化生產(chǎn)企業(yè)三位一體的研發(fā)模式是最理想的。它是一個國家科技水平的完美展現(xiàn)。

2.1減振降噪及隱身材料

在減震降噪方面，目前軍事大國都在大力開展魚雷噪聲的綜合治理工作，力求降低魚雷的噪音水平。潛艇表面的涂料由阻尼涂層制成，該涂層可以吸收聲吶波，最大限度的規(guī)避敵方偵查，它還可以降低自身行進(jìn)過程中產(chǎn)生的噪音。

水面艦艇如今也朝著隱身方向發(fā)展，在艦艇表面涂上吸收可見光和雷達(dá)波的涂料也可使水面艦艇達(dá)到隱身的效果。

2.2高溫超導(dǎo)材料

艦船裝備應(yīng)用超導(dǎo)材料可以顯著提高電力效率，減小設(shè)備尺寸、體積，減輕重量，增加有效載荷，降低噪音，提高隱蔽性，從而能大大提高艦艇的戰(zhàn)斗力。

早期的超導(dǎo)體存在于液氦極低溫度條件下，極大地限制了超導(dǎo)材料的應(yīng)用。高溫超導(dǎo)材料，是具有高臨界轉(zhuǎn)變溫度，能在液氨溫度條件下工作的超導(dǎo)材料。因主要是氧化物材料，故又稱高溫氧化物超導(dǎo)材料。

高溫超導(dǎo)電機(jī)的優(yōu)勢是運(yùn)行成本可降低一半，供給同樣動力尺寸僅為原來的三分之一，制造成本降低百分之四十，電流損耗可較少百分之五十。這些因素對船舶推進(jìn)性能影響極大。

2.3鈦和鈦合金

由于鈦合金材料顯示良好的斷裂韌性、耐腐蝕性、高溫強(qiáng)度和低磁信號，鈦合金的發(fā)展加工制造技術(shù)顯得尤為重要。

由于鈦合金具有耐高溫強(qiáng)度性能，由鈦合金和制成的新型復(fù)合材料可使發(fā)動機(jī)的耐高溫性能得到顯著改善。此外，鈦合金的延展性，耐腐蝕性在艦船設(shè)計(jì)方面也得到很大的應(yīng)用。

2.4其他材料

軍事海洋材料一直處在科技前沿領(lǐng)域，與國防事業(yè)緊密相關(guān)。甲板防滑材料、潛艇等艦船的發(fā)動機(jī)排氣隔熱材料、阻燃材料、艦載導(dǎo)彈天線罩材料、軍港防偽設(shè)施建筑材料、雷達(dá)探測及各種檢測傳感材料等都是軍事海洋材料，它們的研制與應(yīng)用體現(xiàn)出了一個國家的國防實(shí)力。

3、防污材料

3.1防污情勢

海洋中存在大量的微生物.船舶在行進(jìn)過程中船底和舷側(cè)難免被海洋生物附著，因而增加了船舶發(fā)動機(jī)的負(fù)載。隨著附著物的不斷積累，航行阻力越來越大，航速下降，燃油耗費(fèi)量增加，等溫室氣體排量增加，增加了航行成本，造成了環(huán)境污染，生態(tài)破壞。因此防污問題不容忽視。

3.2防污材料

傳統(tǒng)的防污材料有機(jī)錫對環(huán)境的破壞特別嚴(yán)重。目前，有機(jī)錫的主要替代技術(shù)主要有可控溶解型防污漆、雜化防污漆、自拋光防污漆和低表面能防污漆。前三者屬于釋放型防污涂料，難免會對環(huán)境產(chǎn)生危害，而后者利用自身低表面能的特性進(jìn)行防污，不僅環(huán)保無污染，而且摩擦阻力低，大大地降低了能耗，節(jié)約了航行成本，減少了溫室氣體的排放，可謂是一舉多能。

總結(jié)：

海洋資源開發(fā)、海上運(yùn)輸、海港和海防建設(shè)都需要大量的新型材料和經(jīng)過新型粉體材料表面防護(hù)的傳統(tǒng)材料，研究這些材料的制備科學(xué)和工藝技術(shù)、失效機(jī)制、探索未來海洋開發(fā)所需求的新概念材料合成理論和應(yīng)用領(lǐng)域預(yù)測顯得格外重要和迫切。

如今的國際競爭演變成了科技的競爭，傳統(tǒng)的材料已不能滿足飛速發(fā)展的科技水平的需要，新材料的出現(xiàn)使得科技發(fā)展走向了新方向。提出將海洋材料研發(fā)作為海洋科技發(fā)展的一個密切相關(guān)而重要的科學(xué)問題，將有利于國家從整體上構(gòu)思海洋戰(zhàn)略發(fā)展規(guī)劃。