航母各層甲板都涂覆有防滑防腐涂料,例如飛行甲板防滑涂料不但要承受艦載機(jī)尾鉤的沖擊和阻攔索的研磨,飛機(jī)、車輛和人員的碾壓,還要遭受潮濕鹽霧的海洋大氣環(huán)境侵蝕,以及甲板清潔劑與油污的腐蝕.近年來,國外開展了非晶態(tài)金屬基涂料、高耐久性防滑涂料、單層快干防滑涂料等多種新型防滑涂料的研究工作,以期進(jìn)一步提高防滑涂料的耐腐蝕、抗高溫等性能,減少使用維護(hù)工作量.

航母

    (一)航母甲板用非晶態(tài)金屬基涂料防滑涂料

    1、非晶態(tài)金屬基涂料最新成果.

    勞倫斯利弗摩爾國家實(shí)驗(yàn)室研究人員發(fā)現(xiàn)了2 種具有優(yōu)異耐腐蝕性能的非晶態(tài)鐵基金屬材料,分別是SAM2X5 ( Fe49. 7Cr17. 7Mn1. 9Mo7. 4W1. 6B15. 2C3. 8Si2. 4) 和SAM1651 ( Fe48Mo14Cr15Y2C15B6) ,后者又稱SAM7.這2 種材料的耐腐蝕性能是目前最好不銹鋼及鎳金屬的4 ~ 5 倍,而且有更好的耐磨損性能.

    2008 年,DARPA 稱已研制出一種非晶態(tài)金屬基防滑涂料,具有優(yōu)異的耐磨和防腐蝕性能,準(zhǔn)備將其應(yīng)用在近海戰(zhàn)斗艦的濕態(tài)任務(wù)區(qū)( WaterborneMission Zone,WMZ) 甲板.同時(shí),研究人員開發(fā)出一種熱噴涂技術(shù),可制備出帶有起伏紋理的非晶態(tài)金屬涂層,其摩擦系數(shù)高,耐磨損、抗沖擊、耐腐蝕性好,表現(xiàn)性能優(yōu)于現(xiàn)有的防滑涂料.

    為了解決MV - 22 "魚鷹"運(yùn)輸機(jī)和未來F -35B 聯(lián)合攻擊機(jī)在兩棲艦飛行甲板起降時(shí)艦載機(jī)高溫尾流噴射帶來的甲板變形問題,DARPA 于2009年尋求"耐高溫處理系統(tǒng)" ( Thermal ManagementSystem,TMS) 的解決方案.要求開發(fā)一種用于兩棲艦飛行甲板的耐高溫抗沖擊防滑涂料,包括相應(yīng)的涂層施工和修復(fù)方法,使得飛行甲板涂層只需簡單修復(fù)和部分區(qū)域更換即可滿足一個(gè)大修間隔期的使用要求,而無須像現(xiàn)有涂層那樣需經(jīng)常進(jìn)行大面積更換.

    2、 非晶態(tài)金屬涂層施工方式

    非晶態(tài)金屬涂層主要采用熱噴涂施工方式.熱噴涂是利用某種熱源( 如電弧、等離子或燃燒火焰等) 將粉末狀或絲狀的金屬或非金屬材料加熱到熔融或半熔融狀態(tài),然后借助焰流本身或壓縮空氣以一定速度將涂層材料噴射到預(yù)處理過的基體表面,經(jīng)過沉積后形成表面涂層的一種技術(shù).與輥涂等施工方式相比,熱噴涂對設(shè)備和操作人員的要求較高.

"惠特比島"號船塢非晶態(tài)金屬涂層

    (二)新型高耐久性防滑涂料

    傳統(tǒng)防滑涂層雖然初期耐腐蝕性較好,但一旦暴露在惡劣海況下,性能就會(huì)迅速下降,且由于其干燥慢和壽命短,使用起來十分不便,需要經(jīng)常修補(bǔ)和更換.

    海軍研究實(shí)驗(yàn)室( NRL) 正致力于延長防滑涂料系統(tǒng)的使用壽命,具體包括2 個(gè)層面的研究:

    1) 開發(fā)并測試具有更長壽命的下一代非環(huán)氧類防滑涂料;

    2) 為現(xiàn)有及未來的垂短起降戰(zhàn)機(jī)上艦開發(fā)耐高溫防滑涂料.

    1、性能特點(diǎn):耐腐蝕性好、壽命長

    新型高耐久性防滑涂料的使用壽命長達(dá)60 個(gè)月,遠(yuǎn)高于現(xiàn)有涂層.在惡劣環(huán)境下更加耐用,摩擦力更大.在光照條件下不易粉化、褪色和開裂.

    2、施工特點(diǎn):施工更方便

    可以輥涂或噴涂在底漆表面或直接涂覆于裸露金屬表面.固化時(shí)間只有24 h,施工周期變短.與傳統(tǒng)的環(huán)氧基涂層相比,新涂層的抗腐蝕性更強(qiáng),色澤更加穩(wěn)定,造價(jià)更低,而且使用壽命的延長將顯著降低涂層的使用成本.

    NRL 新研的高耐久性防滑涂料是一種雙組份涂料,生產(chǎn)時(shí)2 種組份分別生產(chǎn)并儲存,在使用時(shí)才混合并進(jìn)行施工.2. 3 單層快干防滑涂料美國現(xiàn)用軍標(biāo)中規(guī)定的防滑涂料為多層涂料,分為底漆和防滑面漆.這種多層的涂料覆涂工時(shí)較長( 需要底漆干透后才能覆涂面漆) ,而且會(huì)增加航母自身的重量.為了解決這2 個(gè)問題,美國魯拉公司( Luna Innovations,Inc) 研發(fā)了單層快干涂料.

    與傳統(tǒng)的防滑涂料相比,魯拉公司的單層快干涂料施工時(shí)間段,能夠在12 h 內(nèi)完全干燥固化,并且有利于航母重量的減輕.魯拉公司的單層快干涂料,符合軍標(biāo)MIL -PRF - 24667B 中I 型L 級的要求,可以承受15 000次著艦.該快干涂料由環(huán)氧樹脂和固化劑兩種組分組成,具有環(huán)境友好的特點(diǎn),不含揮發(fā)性有機(jī)物和防腐劑,能保證施工人員的健康,對環(huán)境無污染.

    (三)"抓牢"防滑涂料

    美國奧斯汀公司在小企業(yè)創(chuàng)新研究計(jì)劃下,研發(fā)了用于航母著艦區(qū)的"抓牢" ( Tough-Grip) 防滑涂層,2003 年的伊拉克戰(zhàn)爭中,海軍在"杜魯門"號航母上進(jìn)行了實(shí)戰(zhàn)試驗(yàn),獲得了很好的效果( 承受了12 500 次著艦,海軍在檢查涂層之后認(rèn)為它還能繼續(xù)使用).

    "抓牢"防滑涂料是一種玻璃纖維加強(qiáng)的復(fù)合涂料,含有韌化劑,不含易揮發(fā)的有機(jī)化合物,也不含毒劑和致癌化合物,主要用于起降落區(qū)."抓牢"涂層可承受15 000 次阻攔著艦.

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