近年來，碳纖維復(fù)合材料在海洋領(lǐng)域的應(yīng)用越來越廣泛，海洋環(huán)境下的腐蝕，高壓，水底暗流流動(dòng)帶來的強(qiáng)剪切作用對(duì)材料的耐腐蝕性，強(qiáng)度和疲勞性能提出了嚴(yán)格的要求。碳纖維復(fù)合材料自身有著優(yōu)良的耐皮性能、抗蝕性能，在海洋領(lǐng)域的開發(fā)拓展中占有優(yōu)勢(shì)，現(xiàn)如今，碳纖維復(fù)合材料在海洋領(lǐng)域發(fā)揮著越來越大的作用。

一、碳纖維復(fù)合材料在海底油氣田建造中的應(yīng)用

碳纖維復(fù)合材料可以用作油田鉆井平臺(tái)中的生產(chǎn)井管、抽油桿、儲(chǔ)藏槽、海底輸油管、甲板等部件。其制造工藝分為拉擠成型工藝和濕法纏繞工藝。拉擠成型法一般用在普通管材和連接管上。纏繞法一般用作儲(chǔ)槽和壓力容器的表面，也可用在各向異性的柔性管道之中，碳纖維復(fù)合材料可以特定的角度纏繞排列在鎧裝層之中。

一個(gè)1500m水深的鉆井平臺(tái)，其鋼制系纜的質(zhì)量就達(dá)6500t左右，而碳纖維復(fù)合材料密度是普通鋼材的1/4，若使用碳纖維復(fù)合材料取代部分鋼材將顯著減少鉆井平臺(tái)的載重負(fù)荷，一定程度上可以節(jié)省平臺(tái)的建造成本。抽油桿在作業(yè)中要進(jìn)行往復(fù)運(yùn)動(dòng)，由于管外海水壓力與管內(nèi)壓力不平衡極易引起材料的疲勞斷裂，而用碳纖維復(fù)合材料即可解決這一問題，由于海水環(huán)境耐腐蝕，碳纖維復(fù)合材料在海水中使用壽命比鋼材要長(zhǎng)，并且可以獲得更深的使用深度。

碳纖維復(fù)合材料的連續(xù)抽油桿是一種類似膠片的帶狀結(jié)構(gòu)，柔韌性很好。20世紀(jì)90年代由美國(guó)生產(chǎn)并應(yīng)用。它是以碳纖維為增強(qiáng)纖維，不飽和樹脂為基體材料，高溫下交聯(lián)固化后通過拉擠成型工藝生產(chǎn)制得。2001～2003年我國(guó)在純梁油田中使用碳纖維抽油桿和普通鋼制抽油桿做了試點(diǎn)，使用碳纖維抽油桿能明顯提高出油量，減少電機(jī)的載荷，相比之下更節(jié)能。而且碳纖維復(fù)合材料抽油桿比鋼制抽油桿更耐疲勞，抗腐蝕性能更好，更適合應(yīng)用在海底油田的開發(fā)中。

二、碳纖維復(fù)合材料在海上風(fēng)電方面的應(yīng)用

我國(guó)海岸線約1800km，島嶼6000多個(gè)，東南沿海及島嶼地區(qū)風(fēng)力資源豐富且易于開發(fā)，海上風(fēng)電資源豐富，是未來發(fā)展的重要領(lǐng)域，也是風(fēng)電技術(shù)最先進(jìn)、要求最高的領(lǐng)域，近年來我國(guó)有關(guān)部門一直大力促進(jìn)海上風(fēng)電能源的開發(fā)。風(fēng)力發(fā)電葉片90%以上重量由復(fù)合材料組成，海上風(fēng)力大，發(fā)電功率大，勢(shì)必要求更大的葉片和更優(yōu)良的比強(qiáng)度和耐久度。而碳纖維復(fù)合材料比強(qiáng)度和比剛度都很高，能夠滿足開發(fā)大型化、輕量化、高性能、低成本的發(fā)電葉片的要求，與玻璃纖維復(fù)合材料相比，碳纖維復(fù)合材料更適合應(yīng)用于海洋領(lǐng)域。

碳纖維復(fù)合材料在海洋風(fēng)力發(fā)電中具有顯著的優(yōu)勢(shì)。碳纖維復(fù)合材料葉片質(zhì)量低，剛度大，模量是玻璃纖維制品的3～8倍；海洋環(huán)境下濕度大，氣候多變，且風(fēng)機(jī)24h工作。葉片耐疲勞性較好，能較好地抵御惡劣的天氣；改善了葉片的空氣動(dòng)力學(xué)性能，減少對(duì)塔和輪軸的負(fù)載，從而使風(fēng)機(jī)的輸出功率更平滑更均衡，提高能量效率；利用碳纖維的導(dǎo)電性能，通過特殊的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，可有效地避免雷擊對(duì)葉片造成的損傷；降低風(fēng)力機(jī)葉片的制造和運(yùn)輸成本；具有振動(dòng)阻尼特性等。

三、碳纖維復(fù)合材料在海洋工程上的應(yīng)用

碳纖維復(fù)合材料因其輕質(zhì)高強(qiáng)耐腐的特性被應(yīng)用于海洋工程建筑，以筋索材及結(jié)構(gòu)件的形式替代傳統(tǒng)鋼筋建材，解決海水侵蝕鋼筋、運(yùn)輸路途遙遠(yuǎn)運(yùn)輸成本高的問題。國(guó)外已應(yīng)用于海上島礁建筑、碼頭、浮動(dòng)平臺(tái)、燈塔塔架等。碳纖維復(fù)合材料用作工程上修復(fù)始于20世紀(jì)80年代，日本三菱化學(xué)公司率先對(duì)碳纖維復(fù)合材料的力學(xué)性能和在工程加固方面的應(yīng)用做了研究。最初的研究熱點(diǎn)在于使用碳纖維復(fù)合材料對(duì)鋼筋混凝土梁進(jìn)行加固，后來發(fā)展到對(duì)各種土木工程的加固和補(bǔ)強(qiáng)上。

碳纖維復(fù)合材料優(yōu)異的性能使得它在海洋應(yīng)用領(lǐng)域中有著廣闊的應(yīng)用前景，總體來說，相對(duì)于航空航天等領(lǐng)域的成熟應(yīng)用，碳纖維在海洋領(lǐng)域中的應(yīng)用相對(duì)起步較晚，同時(shí)，碳纖維的成本偏高也是制約其規(guī)模化應(yīng)用的一個(gè)重要因素。隨著海上軍事的發(fā)展和海洋資源的開發(fā)，大力推進(jìn)碳纖維在海洋領(lǐng)域的應(yīng)用是發(fā)展的必然趨勢(shì)，另一方面海洋領(lǐng)域?qū)μ祭w維復(fù)合材料需求的不斷增大，也將從應(yīng)用牽引方面促進(jìn)碳纖維產(chǎn)業(yè)鏈的健康發(fā)展。