碳纤维复合材料在船舶螺旋桨推进器上的应用
江苏博实科技：由于船舶推进器要承受较大的推理和扭矩，因此其制造材料的强度和刚度的要求比较高。通常，船舶推进器的螺旋桨采用镍铝铜合金（NAB）材料制造，相比于其他金属材料，采用NAB材料制造的螺旋桨具有耐腐蚀、易加工、可防止海洋生物附着等优点；但其也存在诸多问题，如复杂叶片加工费用高、叶片易疲劳产生裂纹、空泡剥蚀严重、声学阻尼性相对较差、振动噪声大等。目前在船舶推进器上应用较多的是碳纤维增强复合材料。
碳纤维增强复合材料（简称CFRP)具有高强度、高模量、耐温差变化、耐腐蚀、耐辐射等优异性能，而且比强度、比模量等综合指标在现有的结构材料中几乎是最高的。相对于金属材料来说，碳纤维复合材料还可以大幅度减轻设备的重量.因此，近年来，碳纤维复合材料在船舶上的应用研究引起了多方重视，获得了造船工程界的青睐，逐渐被应用于包括上层建筑、甲板、管路及推进器等在内的船舶各结构部件的制造中。
（碳纤维小型船舶）
对于大型船舶，减轻自重是提高性能的重要途径之一。通常，船舶采用的金属轴系质量相当大，特别是在大型船舶中，推进轴的质量约占船舶整体质量的2%，而使用碳纤维复合材料可明显减轻船舶驱动轴的重量，驱动轴约长，质量减少的越大；碳纤维复合材料推进轴具有较高的弹性，适应性强，可以随着船体变形。因此，其应用可以减少所需弹性联轴节的数量，简化齿轮系统，降低安装及轴承支撑件的成本并实现轻量化。
碳纤维复合材料的应用也可使振动问题得到改善；此外，水下环境腐蚀性强，金属材料在船舶中的应用还面临着严峻的腐蚀问题，而复合材料的应用可以解决这个问题，且磨损较小，使用周期更长。当然，碳纤维复合材料螺旋桨与NAB合金螺旋桨相比，也存在缺点。研究结果表明，碳纤维复合材料螺旋桨的最大叶梢变形较大，而碳纤维复合材料推进轴的不足之处主要是硬度不够，能够传输的推力和转矩有限。此外虽然碳纤维复合材料虽然整体强度高且变形承受程度大，但其塑性不如金属材料，如果局部受力很容易产生结构损伤。目前研究人员正在致力于弥补碳纤维复合材料这方面的不足。
（碳纤维船舶螺旋桨推进器）
综上所述，在船舶制造领域，碳纤维复合材料大有作为，未能普及应用的主要原因是存在技术问题，需要解决设计、制造、性能和维护等问题，需要进一步提高碳纤维复合材料的硬度和塑性，使其能更好的与金属材料相结合。随着碳纤维复合材料制造工艺水平的提高，未来，碳纤维复合材料在船舶推进及其它应用必将展现出更为广阔的前景。