Trong quá trình phát triển tàu hiện đại, Hoa Kỳ, Anh, Đức, Pháp, Nhật Bản và các cường quốc tàu thủy khác đang phát triển công nghệ vật liệu làm cơ sở cho sự phát triển của tàu và là tiền thân cho sự phát triển của công nghệ vật liệu, rất coi trọng sự phát triển của công nghệ vật liệu, không chỉ trong các giai đoạn phát triển khác nhau từ đỉnh cao phát triển công nghệ vật liệu cho sự phát triển của tàu đến xây dựng kế hoạch phát triển chiến lược, đầu tư nhiều nhân lực và nguồn lực tài chính để tiếp tục thực hiện công nghệ vật liệu cơ bản, công nghệ vật liệu mới nổi, nghiên cứu và phát triển và khám phá công nghệ tiên tiến-mà còn rất chú trọng đến việc xây dựng các nền tảng thử nghiệm và xác minh (bao gồm cả tàu ngầm thử nghiệm). R&D về công nghệ vật liệu cơ bản, công nghệ vật liệu mới nổi và khám phá-công nghệ tiên tiến, đồng thời cũng rất chú trọng đến việc xây dựng nền tảng thử nghiệm và xác minh (bao gồm cả tàu ngầm thử nghiệm). Cùng với sự phát triển của tàu, thông qua sự đổi mới không ngừng và tiến bộ theo thời đại, con người không chỉ phát triển nhiều loại vật liệu đáp ứng nhu cầu của tàu trong các giai đoạn phát triển khác nhau mà còn hình thành năng lực nghiên cứu và sản xuất mạnh mẽ về công nghệ vật liệu và một hệ thống hỗ trợ hoàn chỉnh gồm các chủng loại hoàn chỉnh, đồng thời thiết lập một hệ thống vật liệu tàu hoàn chỉnh hơn cũng như các lý thuyết, phương pháp và quy trình cơ bản của công nghệ vật liệu tàu. Tập trung vào sự phát triển của công nghệ vật liệu tàu thủy hiện nay, trên cơ sở phát triển công nghệ cao và công nghệ mới đầu thế kỷ 21 (cách đây 2035 năm), có thể dự đoán xu hướng phát triển công nghệ vật liệu tàu thủy đầu thế kỷ 21 sẽ thể hiện 10 đặc điểm chính như cao, phức tạp, titan, ổn định, phòng ngừa, có, không, trước, có, thấp, v.v..
Thứ nhất, thép thân tàu "cao" - vẫn đang hướng tới việc phát triển hiệu suất-cao
Xu hướng phát triển thép kết cấu tàu thủy trong tương lai chủ yếu là:
1. vẫn sẽ có hiệu suất-cao khi theo đuổi hướng phát triển chính, tập trung vào cải thiện hiệu suất tổng thể của thép, bao gồm độ bền, độ dẻo, độ dẻo dai, đặc tính chống-nổ, khả năng chống hư hỏng giòn, khả năng chống ăn mòn của nước biển, đặc tính chống mỏi.
2. Cực kỳ tập trung vào nghiên cứu hiệu suất quy trình nóng và lạnh, hàn và các quy trình khác, sẽ cải thiện hiệu suất quy trình kết cấu thép như một hướng phát triển quan trọng trong tương lai.
3. Tập trung thiết kế các công thức kết cấu thép cường độ cao, chuẩn bị và ứng dụng lý thuyết và phương pháp nghiên cứu, cải tiến công nghệ.
4. Trong khi tập trung vào phát triển hiệu suất cao, theo đuổi hiệu suất kinh tế{1}}với chi phí thấp.
Thứ hai, xu hướng "phức tạp" - nghiên cứu và phát triển vật liệu composite đa chức năng-hiệu suất cao đang phát triển
Xu hướng phát triển công nghệ vật liệu tổng hợp tàu trong tương lai chủ yếu là:
1. R&D vật liệu composite có chi phí-thấp/hiệu suất{2}}cao và các sản phẩm của chúng là xu hướng phát triển chính trong tương lai.
2. Bằng cách đơn giản chuyển vật liệu composite kết cấu sang vật liệu composite đa chức năng (cả cấu trúc, cách âm, hấp thụ âm thanh, giảm xóc, tàng hình radar và các đặc tính khác).
3. Tuổi thọ của các kết cấu và bộ phận hỗn hợp của tàu thường phải trên 20 năm. Việc nghiên cứu và phát triển công nghệ sửa chữa và giám sát tình trạng kết cấu hỗn hợp để đảm bảo độ tin cậy và an toàn lâu dài là một hướng quan trọng cho sự phát triển trong tương lai.
4. Tập trung nghiên cứu phát triển công nghệ kết nối thuận tiện, tin cậy giữa các bộ phận composite và giữa chúng với kết cấu thép.
Thứ ba, việc nghiên cứu, phát triển và phổ biến ứng dụng hợp kim titan hiệu suất cao - - titan là bắt buộc
Xu hướng phát triển chính của công nghệ vật liệu bảo vệ tàu trong tương lai là:
1. Trong khi tiếp tục cải thiện hoặc duy trì các đặc tính hiện có của hợp kim titan, cần giảm chi phí sản xuất hợp kim titan và các sản phẩm của nó như một hướng phát triển quan trọng trong tương lai.
2. Thực hiện xây dựng quy trình hàn và sản xuất hợp kim titan thuận tiện, an toàn và đáng tin cậy (uốn, đúc, v.v.) và nghiên cứu kỹ thuật khác là một hướng quan trọng khác để phát triển trong tương lai.
3. Tập trung phát triển tàu biển để đẩy mạnh hơn nữa việc ứng dụng hợp kim titan và các sản phẩm của nó.
4. Hoàn thiện hơn nữa hệ thống vật liệu hợp kim titan, tiếp tục nghiên cứu phát triển, mở rộng dòng sản phẩm hợp kim titan hàng hải.
Thứ tư, "ẩn" - vẫn nghiên cứu và phát triển các vật liệu tàng hình-hiệu suất cao như một hướng phát triển quan trọng
Hướng phát triển chính của công nghệ vật liệu tàng hình trong tương lai:
1. Hiệu suất toàn diện,{1}}cao là hướng phát triển chính của công nghệ vật liệu tàng hình trên tàu trong tương lai.
2. Thích ứng với nhu cầu về các thành phần kiểm soát độ rung và tiếng ồn chủ động cho nghiên cứu công nghệ vật liệu tàng hình.
3. Lớp phủ âm thanh (bao gồm cả lớp cách âm) có hiệu ứng khử tiếng vang và khử nhiễu tần số thấp{1}} của nghiên cứu công nghệ vật liệu.
4. Nghiên cứu các công nghệ tiên tiến như tàng hình bằng âm thanh và tàng hình khi đánh thức.
5. Nghiên cứu kỹ thuật chế tạo và ứng dụng vật liệu tàng hình mới (bao gồm cả quá trình thử nghiệm và chế tạo).
Thứ năm, "phòng thủ" - vận chuyển vật liệu bảo vệ môi trường và cuộc sống cao như trọng tâm của động lực đang chờ xảy ra!
Xu hướng phát triển chính của công nghệ vật liệu bảo vệ tàu trong tương lai:
1. vật liệu bảo vệ hiệu suất cao-(chẳng hạn như hợp kim kim loại, vật liệu nano{2}}, vật liệu mô phỏng sinh học, v.v.) để thay thế một chức năng bảo vệ duy nhất của vật liệu làm hướng phát triển và phấn đấu tạo ra một vật liệu đa năng, một loại vật liệu đủ.
2. Các bộ phận dễ bị ăn mòn và tắc nghẽn của tàu (chẳng hạn như hệ thống ống nước biển, cấu trúc thượng tầng, ốc vít, khoang chất lỏng, v.v.) đặc tính ăn mòn và tắc nghẽn, cơ chế và nghiên cứu công nghệ bảo vệ lớp phủ, sẽ có thể nhắm mục tiêu, tùy theo điều kiện địa phương, theo việc sử dụng vật liệu để giải quyết vấn đề bảo vệ các bộ phận khác nhau của vấn đề.
3. Trước nhu cầu của luật biển quốc tế mới, cũng như tình hình ô nhiễm môi trường biển nghiêm trọng, quá trình phát triển công nghệ vật liệu bảo vệ nhằm tăng cường các đặc tính bảo vệ đồng thời lấy việc bảo vệ môi trường, kinh tế làm chỉ số quan trọng.
4. Tăng cường nghiên cứu chương trình công nghệ bảo vệ tốt nhất trong suốt vòng đời của tàu, chú ý giám sát hiệu quả và dự đoán hợp lý hiệu quả bảo vệ.
5. Tập trung vào nghiên cứu phát triển và ứng dụng công nghệ vật liệu đặc biệt cho tàu, chẳng hạn như chống-trượt, bịt kín-nhiệt độ cao và chống-rò rỉ cũng như trang trí cabin-thân thiện với môi trường-hiệu suất cao.
Thứ sáu, "có" - vật liệu kim loại màu cho tàu vẫn cần tăng cường quảng bá và áp dụng
Xu hướng phát triển chính của công nghệ vật liệu kim loại màu-cho tàu trong tương lai:
1. Hợp kim nhôm. Thực hiện nghiên cứu về vật liệu hợp kim nhôm có độ bền-ăn mòn{3}}cao nhằm đáp ứng nhu cầu của thế hệ tàu sân bay mới nhằm giảm trọng lượng của số lượng lớn, cải thiện độ bền mỏi của kết cấu; đồng thời, nghiên cứu độ tin cậy của kết cấu hợp kim nhôm nhằm cải thiện thiết kế kết cấu tàu nhôm tốc độ cao, khả năng điều động và bảo trì.
2. Hợp kim đồng. Nghiên cứu và phát triển giới hạn tốc độ dòng chảy cao hơn của hệ thống ống đồng cho tàu thủy (hiện nay thường là 3m/s), nhằm giải quyết vấn đề chống ăn mòn của đồng tím hoặc hợp kim đồng B10 niken- trong nước biển hiện nay hoặc khả năng chống ăn mòn kém của nước biển chứa cát.
3. Hợp kim magiê. Tiến hành nghiên cứu anode hy sinh hỗn hợp loại kẽm, gói nhôm loại magiê, thực hiện bảo vệ ổn định, lâu dài cho kết cấu thép.
Bảy, "không" - để mở ra khả năng ứng dụng vật liệu vô cơ trong thiết bị tàu thủy ở những lĩnh vực mới
Xu hướng phát triển chính của công nghệ vật liệu vô cơ cho tàu thủy trong tương lai là:
1. Tiến hành nghiên cứu về hiệu suất làm việc của vật liệu vô cơ trong môi trường biển phức tạp và quy luật ăn mòn, cải thiện khả năng thích ứng với môi trường và cải thiện hiệu suất đặc biệt của khả năng chống cháy, bảo quản nhiệt, hấp thụ rung động và chống ăn mòn.
2. Tiến hành nghiên cứu về công nghệ chuẩn bị, sản xuất và ứng dụng bê tông biển nhẹ cường độ cao- nhằm thúc đẩy hơn nữa việc phát triển và ứng dụng các công trình biển tương tự, chẳng hạn như giàn khoan bê tông ngoài khơi và nền tảng lưu trữ và vận chuyển, sà lan, ụ nổi, tàu nâng và các tàu kỹ thuật khác.
3. Nghiên cứu và phát triển các vật liệu trang trí nội thất tàu biển có tính năng toàn diện xuất sắc (chẳng hạn như tính thủ công, cách nhiệt, chống cháy,-ăn mòn, tiết kiệm).
Thứ tám, "trước" - xu hướng phát triển của vật liệu đóng tàu,-công nghệ tiên tiến thể hiện sự nở rộ của xu hướng phát triển
Sự phát triển trong tương lai của-công nghệ vật liệu tiên tiến dành cho tàu chủ yếu thể hiện các xu hướng sau:
1. đổi mới độc lập, "hay thay đổi", đưa ra các dự án công nghệ vật liệu tiên tiến mới và nỗ lực vượt qua những khó khăn kỹ thuật, đạt được những đột phá đổi mới, phát huy những ưu điểm độc đáo của công nghệ vật liệu tiên tiến, nhằm mang lại sự nâng cao đáng kể cho hiệu suất của thiết bị hàng hải. Chẳng hạn như công nghệ vật liệu giảm rung mới giảm chấn áp điện, công nghệ vật liệu tàng hình thông minh bằng ánh sáng khả kiến, công nghệ vật liệu lớp phủ tàng hình dạng lỏng dưới tàu ngầm, công nghệ vật liệu nanomet và công nghệ vật liệu tiên tiến khác.
2. Tăng cường tìm hiểu nhu cầu phát triển công nghệ vật liệu trang bị tàu thủy, đưa ra ý tưởng, phương pháp nghiên cứu phát triển công nghệ vật liệu mới; tăng cường nghiên cứu nguyên lý, phương pháp, thiết kế, công nghệ chế tạo vật liệu mới, dự phòng kỹ thuật cho việc sử dụng tàu.
3. Tăng cường nghiên cứu công nghệ ứng dụng vật liệu mới và công nghệ mới, đồng thời nếu cần thiết, tiến hành trình diễn và xác minh trên đất liền thông qua các cơ sở đảm bảo điều kiện hoặc tiến hành thăm dò ứng dụng trong các ngành không{1}}tàu thủy khác, từ đó chúng ta có thể tích lũy kinh nghiệm, cải tiến công nghệ và đặt nền móng cho việc sử dụng thành công một lần các vật liệu mới nổi cho thiết bị tàu thủy.
Chín, "với" - để tăng cường công nghệ ứng dụng vật liệu là điều không thể thiếu để nghiên cứu
Xu hướng phát triển trong tương lai của công nghệ ứng dụng vật liệu tàu thủy chủ yếu là:
1. thực hiện nghiên cứu công nghệ vật liệu theo định hướng ứng dụng-, sao cho sự phát triển của bất kỳ công nghệ vật liệu nào đều dựa trên bất kỳ công nghệ vật liệu nào, bất kỳ ứng dụng công nghệ vật liệu nào cũng có nhu cầu về không gian, nhằm thúc đẩy nghiên cứu và phát triển vật liệu mới, công nghệ và ứng dụng mới, có ý nghĩa rất lớn.
2. Thực hiện nghiên cứu công nghệ ứng dụng và xác minh thử nghiệm vật liệu tàu mới, đồng thời thúc đẩy phát triển và ứng dụng vật liệu mới thông qua công nghệ ứng dụng vật liệu tiên tiến và kết quả xác minh thử nghiệm xuất sắc.
3. Thực hiện nghiên cứu ứng dụng và quảng bá vật liệu tàu mới, xác minh tác dụng của tàu thông qua ứng dụng trên tàu và tìm kiếm cơ hội quảng bá và ứng dụng.
Mười, công nghệ vật liệu "thấp" -, như trước đây theo hướng phát triển-chi phí thấp
Xu hướng phát triển trong tương lai của công nghệ vật liệu đóng tàu-chi phí thấp chủ yếu là:
1. Nghiên cứu, xây dựng bộ sưu tập hoàn thiện hơn, có thể đáp ứng ứng dụng thực tế về đo lường kỹ thuật, đánh giá tính kinh tế của vật liệu tàu thủy, lý thuyết cơ bản, hệ thống chỉ số.
2. Nghiên cứu phương pháp đánh giá (tính toán) kinh tế vật liệu tàu thủy.
3. Nghiên cứu, xây dựng các văn bản (tiêu chuẩn) hướng dẫn thiết kế kinh tế vật liệu tàu thủy.
