中國(guó)航空航天材料行業(yè)發(fā)展前景及行業(yè)現(xiàn)狀分析

• 黃文玉 2022年12月9日 來源：互聯(lián)網(wǎng) 中研報(bào)告 1422 94
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航空航天用飛行器在飛行時(shí)需承受長(zhǎng)時(shí)間氣動(dòng)加熱，基體表面將產(chǎn)生高溫，為了保證飛行器的主體結(jié)構(gòu)及內(nèi)部?jī)x器設(shè)備的安全，須使用高效隔熱材料阻止外部熱流向內(nèi)部擴(kuò)散。

航空航天材料行業(yè)現(xiàn)狀如何?航空航天用飛行器在飛行時(shí)需承受長(zhǎng)時(shí)間氣動(dòng)加熱，基體表面將產(chǎn)生高溫，為了保證飛行器的主體結(jié)構(gòu)及內(nèi)部?jī)x器設(shè)備的安全，須使用高效隔熱材料阻止外部熱流向內(nèi)部擴(kuò)散。同時(shí)，輕質(zhì)高效的隔熱防護(hù)系統(tǒng)對(duì)降低飛行器載荷、延長(zhǎng)飛行距離等均具有重要的意義。

根據(jù)中研普華產(chǎn)業(yè)研究院發(fā)布的《2021-2026年中國(guó)航空航天材料行業(yè)發(fā)展前景及投資風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測(cè)分析報(bào)告》顯示：

碳納米纖維具有比表面積大、孔隙率高、化學(xué)穩(wěn)定性好、比強(qiáng)度高等優(yōu)點(diǎn)，在電子、能源、航空航天等領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用前景。碳納米纖維膜材料隨著石墨化程度的提升，耐高溫性能逐漸提升，然而其隔熱性能也將大幅下降，因此難以滿足耐高溫與隔熱性能同步提升的需求。陶瓷氣凝膠材料具有優(yōu)異的耐高溫、耐腐蝕及隔熱性能，是航空航天飛行器熱防護(hù)的主要材料之一。

它廣泛應(yīng)用在航空航天和軍事領(lǐng)域，在民間的其它產(chǎn)品制造中也一展身手。雖然碳纖維材料有許多的優(yōu)點(diǎn)，但它的生產(chǎn)卻極其不易，生產(chǎn)工藝流程長(zhǎng)，需要突破技術(shù)方面的困難多。

航空材料的發(fā)展趨勢(shì)在技術(shù)層面可用“六化”來概括，即信息化、復(fù)合化、多功能化、高性能化、低維化、智能化，具體表現(xiàn)為全面推進(jìn)計(jì)算輔助材料設(shè)計(jì)技術(shù)、復(fù)合材料未來尚有巨大發(fā)展空間、結(jié)構(gòu)材料向多功能化發(fā)展、發(fā)動(dòng)機(jī)材料向超高溫結(jié)構(gòu)材料發(fā)展，低維化是未來航空材料發(fā)展的必由之路、智能材料開發(fā)方興未艾、隱身材料朝著多功能方向發(fā)展、電子信息功能材料爭(zhēng)奇斗艷等。

航空航天材料行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀分析

高溫合金材料屬于航空航天材料中的重要成員，是制造航空航天發(fā)動(dòng)機(jī)熱端部件的關(guān)鍵材料，在先進(jìn)的航空發(fā)動(dòng)機(jī)中，高溫合金用量占發(fā)動(dòng)機(jī)總重量的40%-60%以上。

目前，國(guó)際市場(chǎng)上每年消費(fèi)高溫合金材料近30萬噸，被廣泛應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域。中國(guó)目前高溫合金材料年生產(chǎn)量約1萬噸左右，每年需求可達(dá)2萬噸以上，市場(chǎng)容量超過80億元。根據(jù)中國(guó)金屬學(xué)會(huì)高溫材料分會(huì)，航空航天、發(fā)電領(lǐng)域使用的高端和新型高溫合金領(lǐng)域需求量在3000余噸，且每年呈15%以上的速度增長(zhǎng)。

目前，航空航天領(lǐng)域是碳纖維主要應(yīng)用領(lǐng)域之一，這主要得益于碳纖維具有質(zhì)輕、高強(qiáng)度的屬性。碳纖維相對(duì)于鋼或鋁，減重效果可以達(dá)到20%至40%，在航空航天領(lǐng)域，主要應(yīng)用于飛機(jī)的結(jié)構(gòu)材料(占飛機(jī)重量的30%左右)，因此綜合來看碳纖維的使用能使飛機(jī)重量減輕6%至12%，從而顯著地降低飛機(jī)的燃油成本。在航空航天領(lǐng)域，碳纖維最早用于人造衛(wèi)星的天線和衛(wèi)星支架的制造，同時(shí)因其耐熱耐疲勞的特性，碳纖維在固體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)殼體和噴管上也得到了廣泛應(yīng)用。

當(dāng)前，我國(guó)產(chǎn)“新舟”系列已交付百架，ARJ21支線客機(jī)交付39架，大型干線客機(jī)C919正在6機(jī)4地密集試飛中，國(guó)內(nèi)外訂單達(dá)815架，我國(guó)民機(jī)產(chǎn)業(yè)已步入發(fā)展快車道。復(fù)合材料在航空航天領(lǐng)域的使用已經(jīng)非常廣泛，在大型客機(jī)方面，國(guó)際上最有代表性的最先進(jìn)的是波音B787和A350，而在國(guó)產(chǎn)大飛機(jī)C919以及中俄寬體項(xiàng)目CR929上，也將使用大量的復(fù)合材料。

2022年，俄羅斯托木斯克理工大學(xué)的科研人員研發(fā)出新型陶瓷紙材料，具有耐高溫和高機(jī)械載荷特性，可廣泛應(yīng)用于航天航空、運(yùn)輸行業(yè)。研究結(jié)果發(fā)表在《Journal of the European Ceramic Society》上。陶瓷紙是一種相對(duì)較新的材料，由纖維素纖維、粉末填料和粘合劑組成，能像普通紙一樣被瓦楞、堆疊并形成多層結(jié)構(gòu)?？捎糜谥圃炀哂刑荻瘸煞值墓ぜ统尚吞沾僧a(chǎn)品。

航空航天材料行業(yè)市場(chǎng)未來前景預(yù)測(cè)

隨著航空航天技術(shù)的進(jìn)步，發(fā)展新一代質(zhì)量更輕、更節(jié)能、更環(huán)保的商用飛機(jī)將成為未來的趨勢(shì)。全球航空商旅業(yè)務(wù)正在經(jīng)歷持續(xù)的增長(zhǎng)，航空客運(yùn)、貨運(yùn)等領(lǐng)域在未來幾年持續(xù)的高需求，將促進(jìn)航空制造業(yè)發(fā)展。生產(chǎn)更多的飛機(jī)也預(yù)示著制造業(yè)對(duì)航空航天材料的需求不斷提升。由于全球的航空航天零部件制造商對(duì)材料的高需求，亞太、歐洲和北美地區(qū)航空航天材料市場(chǎng)正在持續(xù)走高。

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