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對于螺旋槳，性能方面有這樣的要求：比重小、耐蝕性佳、彈性好、強度高。重量輕的螺旋槳，對提 升速度有明顯的效果，還能減低油耗。碳纖維增強復(fù)合材料（簡稱CFRP)具有高強度、高模量、耐溫差變化、耐腐蝕、耐輻射等優(yōu)異性能，而且比強度、比模量等綜合指標(biāo)在現(xiàn)有的結(jié)構(gòu)材料中幾乎是最高的。近年來，碳纖維復(fù)合材料在船舶上的應(yīng)用研究引起了多方重視，獲得了造船工程界的青睞，逐漸被應(yīng)用于包括上層建筑、甲板、管路及推進器等在內(nèi)的船舶各結(jié)構(gòu)部件的制造中

船舶螺旋槳長期浸泡在水中，多數(shù)情況還是海水，這就要求有較好的耐蝕 性。彈性好的螺旋槳，可以吸收震動，提高使用壽命。最重要的是強度高，才能承受住來自各方的力。

通常，船舶推進器的螺旋槳采用鎳鋁銅合金（NAB）材料制造，對比其他金屬材料，采用NAB材料制造的螺旋槳具有耐腐蝕、易加工、可防止海洋生物附著等優(yōu)點；但其也存在諸多問題，如復(fù)雜葉片加工費用高、葉片易疲勞產(chǎn)生裂紋、空泡剝蝕嚴(yán)重、聲學(xué)阻尼性相對較差、振動噪聲大等。所以，碳纖維增強復(fù)合材料越來越多的被應(yīng)用到船舶螺旋槳上。

螺旋槳葉片的特點是外形和受力情況都比較復(fù)雜，而且對尺寸精度，表面光潔度及質(zhì)量分布等都有較高的要求。碳纖維增強復(fù)合材料的優(yōu)點很多，但是用于制造螺旋槳，還有些不利的缺點：

1、 剛性差

這一點是對產(chǎn)品的性能影響最大的。雖然復(fù)合材料強度高，但在相同應(yīng)力情況下，它比金屬材料的變形大許多，不論是碳纖維還是玻璃纖維都一樣，而且由于考慮成本因素，產(chǎn)品大多采用玻璃纖維，變形就更加顯著了。有些工業(yè)產(chǎn)品只要強度夠，大一點的變形對于產(chǎn)品性能沒有太大影響，但螺旋槳如果變形較大將造成流場的改變，所受的應(yīng)力分布于預(yù)估的會不同，因此會造成流場及螺旋槳應(yīng)力變化的問題。但如果妥善運用此項特性，就可使缺點變優(yōu)點而成自動調(diào)整螺距螺旋槳上述。以同樣螺旋槳轉(zhuǎn)速來說，船速高時螺距要大，船速低時螺距要小，如果一般材料靠形狀設(shè)計成 此項功能時，為了得到足夠大的變形，強度必然不夠，只有復(fù)合材料可以在具有足夠強度的同時，又有相當(dāng)大的變形，且如果是采用長纖維的復(fù)合材料，還可通過纖維擺設(shè)角度的改變來體現(xiàn)自動調(diào)整螺距的功能，這樣可使螺旋槳的推進效率盡量保持定值，而不隨船速及負(fù)載狀況改變從而導(dǎo)致推進效率急劇下降。

2、 耐久性差

研究所用的復(fù)合材料就是玻璃纖維強化塑膠，雖然通過纖維的強化，但畢竟還是塑膠，對于長期受負(fù)荷的情況可能造成潛變，且塑膠由于溫度變化及長期在惡劣的環(huán)境中可能造成材料的惡劣，使得強度降低，因此，如果能在它的上面涂油漆之類的東西使它與外界隔離，則可延緩材料的老化。

3、 表面硬度低

上述說過復(fù)合材料有強度高的優(yōu)點，但是，復(fù)合材料表面硬度并不高。由于有這個缺點，復(fù)合材料抵抗穴蝕的能力一般來說比不上金屬材料，對于穴蝕所造成破壞的抵抗性沒有金屬好。但是如果是可更換葉片的復(fù)合材料組合螺旋槳，當(dāng)穴蝕造成葉片一定程度損傷時，將葉片更換掉，就會彌補在這方面的不足，另外也可以考慮在復(fù)合材料槳葉表面涂上特殊油漆，使它與外界隔離，這樣也可以抵御穴蝕，延長使用壽命。

4、 抗沖擊性能差

復(fù)合材料雖然整體強度高且變形可以很大，但如果是局部受力的話，很容易產(chǎn)生裂縫或是整個斷裂。比如說，速度較慢顆粒較小的物體擦到它的時候是毫無影響的，一般也不會造成損壞，但是撞到堅硬高速的物體時，就會比金屬螺旋槳容易產(chǎn)生破損。這是比金屬材料差的地方，因為通常金屬的塑性都很好，而且金屬的剛性和表面硬度也都比復(fù)合材料要好一些。

鑒于此，新西蘭Revolution Fibres 專利產(chǎn)品納米纖維增韌膜Xantu. Layr可以在幾乎不增加重量和厚度的情況下，顯著提高復(fù)合材料螺旋槳的斷裂韌性（抗分層性），沖擊強度之后的壓縮（損傷容限CAI）和復(fù)合材料分層的抗疲勞強度，有效改善和提升碳纖維復(fù)合材料螺旋槳的疲勞壽命和頻率特性。

納米纖維膜在預(yù)浸料層間充當(dāng)脆性樹脂基體的納米級增強物質(zhì)，最終形成更堅韌的樹脂(即使與增韌樹脂體系一起使用)，在受到壓力或沖擊時不易發(fā)生微小裂紋。確切的說，Xantu.Layr 不是復(fù)合材料中纖維增強的物質(zhì)，而是作為熱固性樹脂的增強劑。 例如：代替樹脂中使用的增強顆粒，Xantu.Layr可以作為樹脂韌性增強物質(zhì)放置于每一層預(yù)浸料或者增強纖維之間。

Xantu. Layr使用簡便，適合190℃和260℃高溫固化。通常有三種規(guī)格，重量分別為1.5gsm, 3.0gsm, 4.5gsm. 厚度分別為8μm，16μm和24微米，標(biāo)準(zhǔn)寬度為1m，也可根據(jù)實際應(yīng)用進行定制。

通過實驗，使用Xantu. Layr的預(yù)浸料在為易脆的樹脂提供納米級的增強膜來改善復(fù)合材料的性能，納米纖維很容易被樹脂浸濕，由于增強了疏水性，不會吸收水分，避免基體產(chǎn)生空隙，有效提高了復(fù)合材料層合板的抗分層特性、沖擊強度之后的壓縮和抗疲勞特性。 更多實驗數(shù)據(jù)可聯(lián)系大連義邦航空新材料獲取。

目前，Xantu. Layr可以用于航空航天碳纖維環(huán)氧樹脂結(jié)構(gòu)件、風(fēng)電葉片、碳纖體育競技（如釣魚竿、滑雪板，自行車）等行業(yè)。特別適用于需要打孔或剪切的復(fù)合材料結(jié)構(gòu)件，做到局部增韌。

納米纖維膜作為繼增韌顆粒之后的新一代復(fù)合材料韌性增強材料，也將為航空航天，艦船風(fēng)電等科技行業(yè)的發(fā)展起到推進作用。