2022年全球及陶瓷基復(fù)合材料(CMC)行業(yè)現(xiàn)狀及前景分析

2022年全球及陶瓷基復(fù)合材料(CMC)行業(yè)現(xiàn)狀及前景分析一、陶瓷基復(fù)合材料綜述復(fù)合材料是由兩種或兩種以上異質(zhì)、異形、異性的材料復(fù)合形成的新型材料。按用途可以分為結(jié)構(gòu)復(fù)合材料和功能復(fù)合材料。按組成材料分，分為金屬基復(fù)材(MMC)和非金屬基復(fù)材，其中非金屬基復(fù)材分為聚合物基復(fù)材(PMC)和陶瓷基復(fù)材 (CMC)。復(fù)合材料分類陶瓷基復(fù)合材料(CMC)是以陶瓷為基體與各種纖維復(fù)合的一類復(fù)合材料，在繼承單相陶瓷耐高溫的優(yōu)點(diǎn)基礎(chǔ)上，通過增韌機(jī)理設(shè)計(jì)，達(dá)到增加材料韌性的目的，有效解決了陶瓷的脆性問題，在航空、航天、國防等領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。陶瓷基復(fù)材組合及性能情況二、陶瓷基復(fù)合材料產(chǎn)業(yè)鏈從產(chǎn)業(yè)鏈來看，上游原材料主要包括增強(qiáng)纖維、界面層和陶瓷基體，其中陶瓷基體包括非氧化物基體、氧化物基體材料、玻璃陶瓷基體；增強(qiáng)纖維主要有碳纖維、碳化硅纖維、氧化物纖維等；界面層主要包括熱解碳界面層(PyC)、BN界面層和復(fù)合界面層。下游應(yīng)用市場主要包括航空發(fā)動機(jī)、剎車系統(tǒng)、高溫連接件、光學(xué)反光鏡等，其中CMC材料在航空/火箭發(fā)動機(jī)中主要應(yīng)用于非轉(zhuǎn)子組件的熱端部件。陶瓷基復(fù)合材料產(chǎn)業(yè)鏈具體從下游應(yīng)用來看，CMC材料應(yīng)用領(lǐng)域包括航空航天、國防、能源與電力、電路與電子等，其中航空航天領(lǐng)域的應(yīng)用發(fā)展較快，2021年占全球份額的36%以上，其次是國防、能源與電力、電路與電子等領(lǐng)域。2021年全球陶瓷基復(fù)合材料下游應(yīng)用領(lǐng)域占比情況三、陶瓷基復(fù)合材料行業(yè)現(xiàn)狀分析從全球CMC材料市場規(guī)模來看，根據(jù)StraitsResearch數(shù)據(jù)，2021年全球陶瓷基復(fù)合材料(CMC)市場規(guī)模為30.6億美元，并預(yù)計(jì)將在2030年達(dá)到90.4億美元，期間年復(fù)合增長率為12.79%。2021-2030年全球陶瓷基復(fù)合材料市場規(guī)模及增速從地區(qū)來看，目前北美地區(qū)在CMC材料的國際市場中占據(jù)最大份額，其CMC材料收入占全球總收入的44.9%以上。推動北美CMC材料需求的重要因素包括來自航空航天裝備制造商的需求和投資、以及為升級國防裝備與政府機(jī)構(gòu)的合作。與此同時(shí)，預(yù)計(jì)亞太地區(qū)將以較快速度發(fā)展，主要受益于航空航天和國防工業(yè)不斷增長的需求和對新型技術(shù)發(fā)展的持續(xù)投入。2021年全球陶瓷基復(fù)合材料市場份額地區(qū)分布情況需求量方面，據(jù)數(shù)據(jù)顯示，2020年全球陶瓷基復(fù)合材料市場需求為2400噸，預(yù)計(jì)到2026年全球市場規(guī)模將達(dá)到4900噸；國內(nèi)方面，我國“十四五”期間內(nèi)對陶瓷基復(fù)合材料的需求量將達(dá)100噸/年，且未來10年僅航發(fā)市場對CMC的需求將遞增10倍。2020-2026年全球及中國陶瓷基復(fù)合材料需求量情況2014-2022年火炬電子營業(yè)總收入及凈利潤情況四、陶瓷基復(fù)合材料行業(yè)競爭格局根據(jù)相關(guān)資料顯示，在連續(xù)纖維增韌陶瓷基復(fù)合材料研究及增強(qiáng)體纖維制備方面，日本企業(yè)領(lǐng)跑。日企業(yè)在連續(xù)纖維增韌陶瓷基復(fù)合材料的研究上處于世界前列，再增前提纖維的制備方面具有壟斷地位。目前，國外能夠?qū)崿F(xiàn)碳化硅商業(yè)化出售的公司只有日本碳素公司(Nicalon系列)、日本宇部公司(ZMI和Tyranno系列)、美國道康寧公司(Syramic纖維)和NASA(Syramic-iBN纖維)。美國GE公司已經(jīng)大量使用日本碳素公司的Nicalon纖維制備SiC/SiC導(dǎo)向葉片以及渦輪外環(huán)等部件，應(yīng)用于其商業(yè)化的發(fā)動機(jī)中。全球陶瓷基復(fù)合材料主要增強(qiáng)纖維產(chǎn)品介紹目前國內(nèi)的北京航空航天大學(xué)和南京航空航天大學(xué)在CMC渦輪葉片方面的研究較多，并且主要集中的數(shù)值模擬方法和性能考核等方面。校企合作方面，火炬電子與廈門大學(xué)較早進(jìn)行科研合作；國防科技大學(xué)與蘇州賽菲、寧波眾興新材展開合作；西安鑫垚依托西北工業(yè)大學(xué)陶瓷復(fù)合材料工程中心發(fā)展等?；鹁骐娮邮菄鴥?nèi)主要專業(yè)從事陶瓷電容器研發(fā)、生產(chǎn)、銷售和技術(shù)支持的企業(yè)，擁有多項(xiàng)具有知識產(chǎn)權(quán)的核心技術(shù)，是國家高新技術(shù)企業(yè)，公司核心產(chǎn)品包括“火炬牌”陶瓷電容器產(chǎn)品，“濕法淋幕工藝”等，產(chǎn)品在航空航天、通訊、電力、汽車等高端領(lǐng)域廣泛應(yīng)用。從公司經(jīng)營情況來看，2022年火炬電子實(shí)現(xiàn)營業(yè)總收入35.59億元，凈利潤為8.02億元，其中陶瓷材料業(yè)務(wù)營收1.009億元，占比僅為2.84%，隨著火炬電子CASAS-300特種陶瓷材料產(chǎn)業(yè)化，業(yè)務(wù)營收占比將持續(xù)提升。五、陶瓷基復(fù)合材料行業(yè)發(fā)展前景在航天領(lǐng)域，CMC材料大量應(yīng)用在發(fā)動機(jī)殼體、導(dǎo)彈彈翼、彈頭、航天飛機(jī)艙門、太陽能電池帆板、天線等部件上。作為近十多年來發(fā)展迅速的新型復(fù)合材料，CMC材料具有高熔點(diǎn)、剛度、硬度和高強(qiáng)溫度，抗蠕變，疲勞性能好等特點(diǎn)，在航天領(lǐng)域一直被廣泛采用，大量應(yīng)用在發(fā)動機(jī)殼體、導(dǎo)彈彈翼、彈頭、航天飛機(jī)艙門、太陽能電池帆板、天線等部件上。尤其是作為高溫結(jié)構(gòu)材料，CMC材料在航天飛行器需要承受極高溫度的特殊部位的使用具有很大的潛力，未來幾年全球市場對CMC材料的需求將會以較快的復(fù)合