船舶建造材料發(fā)展文化

船舶建造材料發(fā)展文化（一）木質(zhì)船建造材料內(nèi)容提要介紹了船舶技術(shù)的三個飛躍性發(fā)展介紹了幾種典型的用于制造木質(zhì)船的樹種從古代船只到現(xiàn)代船舶，船舶技術(shù)大體經(jīng)歷了三次飛躍性的發(fā)展。一是用鋼質(zhì)材料替代了木船體材料；二是在推進(jìn)方式上由傳統(tǒng)的篙、櫓、帆等人力或借助自然風(fēng)力的推進(jìn)方式發(fā)展為機(jī)器推進(jìn)；三是導(dǎo)航方法由初期的海岸觀察、天文導(dǎo)航、指南針導(dǎo)航發(fā)展為無線電、雷達(dá)和衛(wèi)星導(dǎo)航等現(xiàn)代化導(dǎo)航系統(tǒng)。船舶推進(jìn)方式的飛躍性發(fā)展在前面我們已經(jīng)介紹過了，下面我們來講造船材料的飛躍性發(fā)展。一、木質(zhì)船木鋸出現(xiàn)以后，人們擁有了加工木材的能力，開始逐步轉(zhuǎn)向制造木板船，初期的木板船只是由很少幾塊木板制成的。后來通過加裝橫梁，增強(qiáng)船體結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，逐步發(fā)展為由多塊木板組成的較大的木板船。再到后來船體越來越大，結(jié)構(gòu)也越來越復(fù)雜，就出現(xiàn)人們飄洋過海、廣泛使用的大型木板船舶。

原始社會出現(xiàn)的獨木舟和筏，使人類在征服江河的斗爭中邁出了重要的一步。到了大約三千多年前，我國就開始出現(xiàn)了木板船。木板船出現(xiàn)以后，顯示了它強(qiáng)大的生命力，也為船舶的進(jìn)一步發(fā)展和改造奠定了基礎(chǔ)。二、木質(zhì)船所用的材料介紹

中國古代造船用到的木材種類很多，一般都是就地取材，優(yōu)中選優(yōu)。并根據(jù)木材不同的特點和性能用在船舶不同的部位。常常用到的木材種類有：杉木、松木、柏木、柚木、榆木、赤木、樟木、楠木等。下面介紹一些典型的造船木材。杉木杉樹屬松科，常綠喬木。高可達(dá)30米，胸徑3米，樹干端直，樹形整齊。杉木紋理順直、耐腐防蟲，廣泛用于建筑、橋梁、電線桿、造船、家具和工藝制品等方面。杉樹生長快，一般只要10年就可成材。柚木柚木顏色自蜜色至褐色，久而轉(zhuǎn)濃，材質(zhì)堅致耐久。膨脹收縮為所有木材中最少之一。能抵抗海陸動物之侵蝕，且不致腐蝕鐵類。因收縮率小，故不易漏水。因柚木具高度耐腐性，在各種氣候下不易變形，易于施工等多種優(yōu)點。故適于制造船只的甲板。輕木輕木是世界上木質(zhì)最輕的樹種之一，中國云南即有生長。木材經(jīng)干燥后，1立方米木材100公斤。輕木突出的特點是輕，浮力大。從前，人們多用來作木筏.。它還有隔熱、隔音的特點，是制造飛機(jī)，輪船和高級體育器械的特殊材料。赤木多用于造船，它硬度高，耐腐蝕。自然的木紋非常美觀。赤木明代文獻(xiàn)里常常提到，楠木為做家具的良材。楠木常被用來制作柜子和書架，也可用來裝飾柜門或制作文房用具。楠木生長緩慢，樹干直，最好的楠木出自海南。楠木極為耐腐，常被用來做建材或造船。楠木易干，且木性穩(wěn)定，不易開裂。楠木紋理細(xì)膩，打磨后表面會產(chǎn)生一種迷人的光澤，常被稱作“金絲楠木”。

楠木總結(jié)從古代船只到現(xiàn)代船舶，船舶技術(shù)大體經(jīng)歷了三次飛躍性的發(fā)展。他們分別是：推進(jìn)方式、造船材料、導(dǎo)航方法。環(huán)保倡議：請同學(xué)們從小事做起，注意保護(hù)環(huán)境，保護(hù)樹木，每年能至少種一棵樹。船舶建造材料發(fā)展文化（二）鋼造船建造材料內(nèi)容提要船用鋼的定義船用鋼的種類船用鋼的性能要求船用鋼的生產(chǎn)要求

隨著人類科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，造船的材料，也由早期主要用木材發(fā)展到近代主要用的鋼鐵。

一、船用鋼的種類

船用鋼指的是用于制造海船和內(nèi)河船舶船體結(jié)構(gòu)用的鋼，通常為優(yōu)質(zhì)碳素鋼和優(yōu)質(zhì)低合金鋼。一般鋼號的末尾標(biāo)有C（船）。船用結(jié)構(gòu)鋼種類如下：碳鋼素有2C、3C、4C和5C，低合金鋼有12MnC、16MnC、15MnTiC、14MnVTiReC等鋼種。厚度為2.5~50毫米。船體用結(jié)構(gòu)鋼還可以分為一般強(qiáng)度和高強(qiáng)度鋼兩種，一般強(qiáng)度鋼按質(zhì)量分四個等級；高強(qiáng)度鋼又分兩個強(qiáng)度級別和三個質(zhì)量等級。二、船用鋼的性能要求船用鋼要求有一定的強(qiáng)度、韌性和一定的耐低溫及耐腐蝕性能，并要求有較好的焊接性能。為了適應(yīng)全球化的趨勢，船級協(xié)會對造船鋼材的性能要求主要包括如下兩個方面：1、從環(huán)保和安全性的角度出發(fā)，需要提高抗斷裂可靠性；2、從使用壽命和降低成本的角度，需要提高抗疲勞、耐腐蝕性能。三、船用鋼的生產(chǎn)要求由于船舶工作環(huán)境惡劣，船殼要受海水的化學(xué)腐蝕、電化學(xué)腐蝕和海洋生物、微生物的腐蝕，船體承受較大的風(fēng)浪沖擊和交變負(fù)荷，船舶形狀使其加工方法復(fù)雜等因素，所以對船體結(jié)構(gòu)用鋼要求嚴(yán)格。首先良好的韌性是最關(guān)鍵的要求，此外，要求有較高的強(qiáng)度，良好的耐腐蝕性能、焊接性能，加工成型性能以及表面質(zhì)量。為確保質(zhì)量和保證有足夠的韌性，對其化學(xué)成分和碳當(dāng)量也有嚴(yán)格要求，船用鋼需由船檢部門認(rèn)可的鋼廠生產(chǎn)。總結(jié)

船用鋼指用于制造海船和內(nèi)河船舶船體結(jié)構(gòu)用的鋼，通常為優(yōu)質(zhì)碳素鋼和優(yōu)質(zhì)低合金鋼。船級協(xié)會對造船鋼材的性能要求主要包括兩個方面：從環(huán)保和安全性的角度出發(fā)，需要提高抗斷裂可靠性；從使用壽命和降低成本的角度，需要提高抗疲勞、耐腐蝕性能。趣味問題：你知道鋼和鐵的區(qū)別嗎？并請查閱有關(guān)資料。船舶建造材料發(fā)展文化（三）玻璃鋼船造船材料內(nèi)容提要一、玻璃鋼的定義二、玻璃鋼的性能三、玻璃剛造船的優(yōu)缺點四、玻璃鋼的制作工藝一、玻璃鋼的定義玻璃鋼是一種復(fù)合材料，復(fù)合材料的概念是指一種材料不能滿足使用要求，需要由兩種或兩種以上的材料復(fù)合在一起，組成另一種能滿足人們要求的材料。玻璃硬而易碎，但具有很好的透明性以及耐高溫、耐腐蝕等性能；同時鋼鐵很硬并且不易碎，也具有耐高溫的特點。于是人們開始想，如果能制造一種既具有玻璃的硬度、耐高溫、抗腐蝕的性質(zhì)，又具有鋼鐵一樣堅硬不碎的特點，那這種材料一定會大有用途。經(jīng)過研究試驗，人們終于制出了這樣一種復(fù)合材料。它，就是能與鋼鐵比肩而立的玻璃鋼。玻璃鋼（英文即FRP）別名：玻璃纖維增強(qiáng)復(fù)合塑料，是用玻璃纖維增強(qiáng)劑和不飽和聚酯、環(huán)氧樹脂與酚醛樹脂粘合劑為基本組成。由于所使用的樹脂品種不同，因此有聚酯玻璃鋼、環(huán)氧玻璃鋼、酚醛玻璃鋼之稱。二、玻璃鋼的特點玻璃鋼質(zhì)輕而硬，不導(dǎo)電，機(jī)械強(qiáng)度高，回收利用少，耐腐蝕。可以代替鋼材制造機(jī)器零件和汽車、船舶外殼等。

三、玻璃剛造船的主要優(yōu)點

玻璃鋼造船主要優(yōu)點如下：1、質(zhì)輕，高強(qiáng)度，可使所造船艇自身質(zhì)量輕，有利于節(jié)省能源、提高航速，是理想的船艇制造材料。

2、耐腐蝕性能好，抗海洋生物附著，比金屬更適合制造船體。

3、無磁性，介電性能好。微波穿透性好。適宜制造掃雷艇，潛艇等軍用艦艇。

4、可設(shè)計性好，可按照船舶結(jié)構(gòu)，形狀及各部分的要求。通過選材，鋪層，定向滿足優(yōu)化設(shè)計及產(chǎn)品強(qiáng)度要求。

5、船體整體性好，無接縫和縫隙，結(jié)構(gòu)嚴(yán)密，可防止?jié)B透。

6、成型制造簡便，比鋼質(zhì)，木材省工。依靠模具批量生產(chǎn)容易實現(xiàn)，從而可降低造價。

7、熱導(dǎo)率低，隔熱性能好。適合制造耐水救生艇，漁船及冷藏船等。

8、船體表面平整光滑，可以滿足不同色彩要求，不需油漆。

9、使用壽命長，維持保養(yǎng)方便，維修費用低，可提高船艇的利用率。

10、船體上層建筑裝飾效果好，利用玻璃鋼輕質(zhì)高強(qiáng)耐腐蝕的特點，可以設(shè)計成各種裝飾部件和造型。四、玻璃鋼主要缺點玻璃鋼的主要缺點是：1、彈性模量低，因此在產(chǎn)品結(jié)構(gòu)中常感到剛性不足，容易變形。玻璃鋼的這個缺點可以通過做成薄殼結(jié)構(gòu)、夾層結(jié)構(gòu)，也可通過高模量纖維或者做加強(qiáng)筋等形式來彌補(bǔ)。2、長期耐溫性差一般不能在高溫下長期使用，否則強(qiáng)度會明顯下降，但可以通過選擇耐高溫樹脂來彌補(bǔ)。3、老化現(xiàn)象老化現(xiàn)象是塑料的共同缺陷，玻璃鋼也不例外，在紫外線、風(fēng)沙雨雪、化學(xué)介質(zhì)、機(jī)械應(yīng)力等作用下容易導(dǎo)致性能下降。4、剪切強(qiáng)度低層間剪切強(qiáng)度是靠樹脂來承擔(dān)的，所以很低?？梢酝ㄟ^選擇工藝、使用偶聯(lián)劑等方法來提高層間粘結(jié)力，最主要的是在產(chǎn)品設(shè)計時，盡量避免使層間受剪。五、玻璃鋼的生產(chǎn)工藝目前世界上使用最多的成型工藝方法有以下幾種：1、手糊法2、噴射法3、模壓法4、RTM法（樹脂傳遞模塑）5、纖維纏繞成型法6、拉擠成型法和熱壓灌成型法等總結(jié)玻璃鋼是一種復(fù)合材料，既具有玻璃的硬度、耐高溫、抗腐蝕的性質(zhì)，又具有鋼鐵一樣堅硬不碎的特點。玻璃鋼質(zhì)輕而硬，不導(dǎo)電，機(jī)械強(qiáng)度高，回收利用少，耐腐蝕?？梢源驿摬闹圃鞕C(jī)器零件和汽車、船舶外殼等。知識拓展：請查閱視頻資料，學(xué)習(xí)玻璃鋼鋪糊工藝。船舶建造材料發(fā)展文化（四）鋁合金船、水泥船和高分子材料船內(nèi)容提要鋁合金船簡介水泥船簡介高分子材料船簡介

鋁合金船簡介

鋁合金船采用專用的海洋鋁合金材料制造，設(shè)計使用年限20年以上。品種繁多，適用于不同水域淺吃水的船；滑水技能牽引船；大海中釣魚船。鋁合金船可以做成外傾船艏，使航行極其平穩(wěn)、舒適。鋁合金船的特點1、如果鋁合金船體進(jìn)水，其浮力大的優(yōu)勢有利于保持船的平衡。2、省油是其最大優(yōu)點。鋁合金船比玻璃鋼船輕，能提供更多的空間，有利于在水中行進(jìn)，能更快地提速，滑行節(jié)省燃油，使用發(fā)動機(jī)的功率也較小。3、但鋁合金剛度太強(qiáng)，難加工，成本價高，一般船東造不起。水泥船簡介水泥船是用水泥、砂石、鋼筋或鋼絲網(wǎng)等作為船體結(jié)構(gòu)基本材料的船。世界上第一艘水泥船是1848年由法國人J.L.蘭波特制造。早期水泥船噸位小，工藝簡單，自重大。20世紀(jì)前半葉歐美國家建造了不少鋼筋混凝土船。在兩次世界大戰(zhàn)期間，因鋼材匱乏，兩度出現(xiàn)建造鋼筋混凝土船的高潮，歐美各國建成大批鋼筋混凝土船，有的船排水量超過一萬噸。1945年意大利人P.涅爾維教授建造了一艘165噸的鋼絲網(wǎng)水泥機(jī)帆船“愛倫”號。船殼厚3.6厘米,與同類型木船比，重量輕5％，造價低40％，性能符合航海要求,因此，引起各國造船界的注意。中國水泥船簡介

中國自1958年起建造了大量鋼筋混凝土船和鋼絲網(wǎng)水泥船，廣泛用作躉船、內(nèi)河及沿海中小型機(jī)動貨船和內(nèi)河駁船、農(nóng)用船及漁船等。中國水泥船保有量達(dá)數(shù)百萬噸，居世界各國之首。60年代，美國、加拿大、挪威、新西蘭等國開始試制鋼絲網(wǎng)水泥船。因勞力昂貴，水泥船在發(fā)達(dá)國家中未能得到廣泛應(yīng)用。水泥船的特點水泥船具有抗腐蝕性和耐久性等特點。中國有許多鋼絲網(wǎng)水泥船使用20年以上。水泥船造價低廉，材料容易獲得，建造設(shè)備和施工工藝簡單，維修保養(yǎng)費用低，且能節(jié)約木材和鋼材。主要缺點是自重大，抗沖擊性能差，只能在一定范圍內(nèi)使用。

水泥船的有效利用鋼絲網(wǎng)水泥船與鋼筋混凝土船相比，船殼薄，自重輕，容易成型，且因配筋分散，具有較大的抗裂性和延伸性。鋼絲網(wǎng)水泥船可作農(nóng)船、漁船和運輸船舶。鋼筋混凝土船可作對自重要求不高，泊位固定或較少移動的工程船舶和躉[dǔn]船。隨著預(yù)應(yīng)力技術(shù)的提高，預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土船有良好的發(fā)展前景。高分子材料船

高分子材料：高分子材料是由相對分子質(zhì)量較高的化合物構(gòu)成的材料，包括橡膠、塑料、纖維、涂料、膠粘劑和高分子基復(fù)合材料。高分子是生命存在的形式。所有的生命體都可以看作是高分子的集合。高分子材料按來源分為天然、半合成和合成高分子材料。天然高分子是生命起源和進(jìn)化的基礎(chǔ)。人類社會一開始就利用天然高分子材料作為生活資料和生產(chǎn)資料，并掌握了其加工技術(shù)。如利用蠶絲、棉、毛織成織物，用木材、棉、麻造紙等。

19世紀(jì)30年代末期，進(jìn)入天然高分子化學(xué)改性階段，出現(xiàn)半合成高分子材料。1907年出現(xiàn)合成高分