一、陶瓷基復合材料具備獨特優勢,主要應用于航空航天領域
陶瓷基復合材料(Ceramic MatrixComposites, CMCs)是戰略性高溫熱結構材料。相比其他高溫熱結構材料,陶瓷基復合材料,耐高溫、抗氧化性能優越,具有較高比強度和比剛度,廣泛應用于航空航天、核電、汽車等領域。
資料來源:觀研天下整理
陶瓷基復合材料應用領域
應用領域 | 應用情況 |
航空 | SiCf/SiC 可實現耐高溫、抗氧化、輕量化、長壽命,是航空發動機的熱端理想材料,已批量應用于熱端靜止件,轉動件的應用正在探索中。 |
核能 | SiCf/SiC 復合材料以其高熔點、高熱導率、高溫穩定性、較小的中子吸收截面、優良的中子輻照穩定性等優異性能,成為反應堆包層第一壁、流道插件、控制桿和分流器等的理想候選材料。 |
剎車 | Cf/SiC 具有良好的摩擦性和抗氧化性,而且摩擦性能對外界環境介質不敏感,有望成為傳統粉末冶金和C/C 復合材料剎車材料的良好替代品。碳陶剎車盤已批量應用于汽車和飛機,在高鐵上也已得到應用。 |
航天 | Cf/SiC 抗氧化能力弱于SiCf/SiC,但耐高溫能力優于SiCf/SiC,可有效解決高超聲速飛行器的防熱需求和減重需求,還可用于火 箭發動機和衛星反射鏡,在航天領域已實現成熟應用。 |
導彈天線罩 | 導彈天線罩需要具備承載、耐溫、透波、耐蝕等多功能于一體,陶瓷基透波復合材料是天線罩透波材料的發展趨勢。連續Si3N4 纖維有望替代石英纖維,制備新一代高馬赫數導彈天線罩。 |
資料來源:觀研天下整理
目前陶瓷基復合材料在航空航天領域的應用發展較快,根據數據,2022年全球航空航天領域在陶瓷基復合材料市場占比達到37%,隨著航空航天景氣度上行,預計未來幾年航空航天仍將處于陶瓷基復合材料應用主導地位。
數據來源:‘觀研天下數據中心整理
二、碳化硅纖維增強、氧化物纖維增強陶瓷基復合材料市場空間廣闊
陶瓷基復合材料可分為碳纖維增強碳化硅陶瓷基復合材料、碳化硅纖維增強碳化硅陶瓷基復合材料、超高溫陶瓷基復合材料、氧化物纖維增強氧化物陶瓷基復合材料四條技術路線。
碳化硅纖維增強陶瓷基復合材料、氧化物纖維增強氧化物復合材料分別具備性能優勢、成本優勢,市場空間廣闊。碳化硅纖維增強陶瓷基復合材料耐高溫性能較好,且相較于Cf/SiC,抗氧化性有大幅提升,目前技術成熟,應用范圍廣泛,可應用于高溫高載部件;氧化物纖維增強氧化物復合材料中Al2O3材料易獲取,制成纖維生產成本低,Al2O3/Al2O3 生產成本僅為SiCf/SiC復合材料的1/2;并且氧化物具有優秀的高溫環境抗氧化性。
陶瓷基復合材料技術路線對比
類別 | 碳纖維增強碳化硅陶瓷基復臺材料 | 碳化硅纖維增強碳化硅陶瓷基復合材料 | 超高溫陶瓷基復合材料 | (氧化物)纖維增強氧化物陶瓷基復合材料 |
材料 | Cf/SiC | SiCf/SiC | Cf/ZrB2-SiC, Cf /HfB2-SiC, Cf /ZrC, Cf /HfC等 | Al203f/A1203, A1203f/mullite,mullite/mullite等 |
特點 | 耐高溫(<1800℃) | 耐高溫(<1650℃)、抗氧化性好 | 耐超高溫(>=2000℃)、抗氧化性、良好抗震性、抗氧化、耐燒蝕 | 成本低、優異的高溫抗氧化和抗水汽腐蝕性能 |
技術難點 | 氧化問題,低溫抗氧化能力弱;碳纖維預制體編織技術落后 | SiCf/SiC在水氧環境下不穩定、氧化脆化現象明顯;連接技術限制 | 實現重復長時間使用,避免Zr02相變破壞結構穩定性 | 層間剪切強度弱;熱導率偏低形成較大的熱應力;受氧化鋁晶粒生長限制,服役溫度受到很大限制 |
解決方法 | 熱膨脹自愈合、玻璃相封填愈合 | 采用環境障礙涂層(EBCs)、新型的RE3Si2C2涂層;玻璃陶瓷連接、陶瓷先驅體連接、瞬態共晶相連接以及MAX相連接等 | 添加稀土元素 | 重點發展三維纖維織物增韌復合材料;研制更高耐溫能力的纖維;采用FGI層能提升材料的服役溫度;發展適用于P-Al203/A1203的熱障涂層提升部件的服役溫度 |
應用部位 | 組合襟翼、尾噴管調節器、飛機面板、剎車材料 | 噴管調節器、密封片、燃燒室火焰筒/內襯、渦輪轉子葉片(高溫高載部件)、商用航空發動機熱端部件 | - | 噴嘴及中心部件、燃燒室襯套排氣部件、密封片、發動機混合器、中心錐 |
資料來源:觀研天下整理
三、政策支持下我國陶瓷基復合材料展現出良好發展前景
陶瓷基復合材料的制備工藝分為纖維制備、預制體編織、纖維界面層制備、基體制備和增密、機加工成型幾步。對于工作環境惡劣的CMC 組件,如航空發動機熱端部件,還需制備環境障涂層。
CMC 工藝壁壘高,且外國對我國長期實施技術封鎖,導致初期我國陶瓷基復合材料市場進展緩慢。近年來,隨著國家針對陶瓷基復合材料、高性能陶瓷/纖維材料等新材料出臺多項措施,推動陶瓷基復合材料的研發生產,并對陶瓷基復合材料標準進行規范,我國陶瓷基復合材料展現出良好的發展前景。
碳化硅纖維方面,早期SiC 纖維是我國CMC 產業的瓶頸環節,目前我國第二代碳化硅纖維已發布國家標準,標志著相關產業已經成熟,第三代SiC 纖維已實現技術突破,實驗室研發的產品與日本同類型產品水平相近。氮化硅纖維方面,國內連續Si3N4 纖維已經實現批產,我國基本與美、日、德、法并跑。陶瓷基復合材料制備方面,我國CVI 工藝已實現工業化生產,PIP工藝較為成熟,MI 工藝也有相關單位及企業布局。
陶瓷基復合材料行業相關政策
時間 | 政策 | 主要內容 |
2011年 | 《工業轉型升級規劃(2011—2015年)》 | 對新材料產業發展做出規劃,提出大力提升高性能纖維及其復合材料發展水平。 |
2017年 | 《“十三五”材料領域科技創新專項規劃》 | 提出以陶瓷基復合材料等為重點,突破結構與復合材料制備及應用的關鍵共性技術,提升先進結構材料的國際競爭力。 |
2020年 | 《關于擴大戰略性新興產業投資,培育壯大新增長點增長極的指導意見》 | 指出加快新材料產業強弱項,加快在高性能纖維材料、高強高導耐熱材料等領域形成突破。 |
2021年 | 《“十四五”原材料工業發展規劃》 | 指出提升纖維新材料、復合材料等綜合競爭力,攻克先進陶瓷材料。 |
2021年 | 《中華人民共和國國民經濟和社會發展第十四個五年規劃和2035年遠景目標綱要》 | 聚焦高端新材料,推動高性能陶瓷、無機非金屬材料取得突破,加強高性能纖維及其復合材料的研發應用。 |
2021年 | 《2021年全國標準化工作要點》 | 提出持續開展新材料標準領航行動,推動碳纖維及其復合材料的標準研制。 |
2022年 | 《關于化纖工業高質量發展的指導意見》 | 提出研發第三代連續碳化硅纖維制備技術,突破氧化鋁纖維、硅硼氮纖維、氧化錯纖維等制備關鍵技術。 |
2022年 | 《鼓勵外商投資產業目錄〈2022年版)》 | 將高性能陶瓷基復合材料及其制品列在鼓勵類中,鼓勵外商投資。 |
2024年 | 《產業結構調整指導目錄》(2024年本) | 包含多項先進陶瓷相關技術、產品及相關設備入選鼓勵類目錄,其中包含航空航天高性能陶瓷、碳化硅纖維等。 |
2024年 | 《重點新材料首批次應用示范指導目錄(2024年版)》 | 對三類陶瓷基復合材料的性能(室溫拉伸強度、拉伸模量、斷裂韌性等)進行了規范。 |
資料來源:觀研天下整理(zlj)
注:上述信息僅作參考,圖表均為樣式展示,具體數據、坐標軸與數據標簽詳見報告正文。
個別圖表由于行業特性可能會有出入,具體內容請聯系客服確認,以報告正文為準。
更多圖表和內容詳見報告正文。
觀研報告網發布的《中國陶瓷基復合材料行業現狀深度研究與投資前景分析報告(2024-2031年)》涵蓋行業最新數據,市場熱點,政策規劃,競爭情報,市場前景預測,投資策略等內容。更輔以大量直觀的圖表幫助本行業企業準確把握行業發展態勢、市場商機動向、正確制定企業競爭戰略和投資策略。
本報告依據國家統計局、海關總署和國家信息中心等渠道發布的權威數據,結合了行業所處的環境,從理論到實踐、從宏觀到微觀等多個角度進行市場調研分析。行業報告是業內企業、相關投資公司及政府部門準確把握行業發展趨勢,洞悉行業競爭格局,規避經營和投資風險,制定正確競爭和投資戰略決策的重要決策依據之一。
本報告是全面了解行業以及對本行業進行投資不可或缺的重要工具。觀研天下是國內知名的行業信息咨詢機構,擁有資深的專家團隊,多年來已經為上萬家企業單位、咨詢機構、金融機構、行業協會、個人投資者等提供了專業的行業分析報告,客戶涵蓋了華為、中國石油、中國電信、中國建筑、惠普、迪士尼等國內外行業領先企業,并得到了客戶的廣泛認可。
【目錄大綱】
第一章 2019-2023年中國陶瓷基復合材料行業發展概述
第一節 陶瓷基復合材料行業發展情況概述
一、陶瓷基復合材料行業相關定義
二、陶瓷基復合材料特點分析
三、陶瓷基復合材料行業基本情況介紹
四、陶瓷基復合材料行業經營模式
1、生產模式
2、采購模式
3、銷售/服務模式
五、陶瓷基復合材料行業需求主體分析
第二節 中國陶瓷基復合材料行業生命周期分析
一、陶瓷基復合材料行業生命周期理論概述
二、陶瓷基復合材料行業所屬的生命周期分析
第三節 陶瓷基復合材料行業經濟指標分析
一、陶瓷基復合材料行業的贏利性分析
二、陶瓷基復合材料行業的經濟周期分析
三、陶瓷基復合材料行業附加值的提升空間分析
第二章 2019-2023年全球陶瓷基復合材料行業市場發展現狀分析
第一節 全球陶瓷基復合材料行業發展歷程回顧
第二節 全球陶瓷基復合材料行業市場規模與區域分布情況
第三節 亞洲陶瓷基復合材料行業地區市場分析
一、亞洲陶瓷基復合材料行業市場現狀分析
二、亞洲陶瓷基復合材料行業市場規模與市場需求分析
三、亞洲陶瓷基復合材料行業市場前景分析
第四節 北美陶瓷基復合材料行業地區市場分析
一、北美陶瓷基復合材料行業市場現狀分析
二、北美陶瓷基復合材料行業市場規模與市場需求分析
三、北美陶瓷基復合材料行業市場前景分析
第五節 歐洲陶瓷基復合材料行業地區市場分析
一、歐洲陶瓷基復合材料行業市場現狀分析
二、歐洲陶瓷基復合材料行業市場規模與市場需求分析
三、歐洲陶瓷基復合材料行業市場前景分析
第六節 2024-2031年世界陶瓷基復合材料行業分布走勢預測
第七節 2024-2031年全球陶瓷基復合材料行業市場規模預測
第三章 中國陶瓷基復合材料行業產業發展環境分析
第一節 我國宏觀經濟環境分析
第二節 我國宏觀經濟環境對陶瓷基復合材料行業的影響分析
第三節 中國陶瓷基復合材料行業政策環境分析
一、行業監管體制現狀
二、行業主要政策法規
三、主要行業標準
第四節 政策環境對陶瓷基復合材料行業的影響分析
第五節 中國陶瓷基復合材料行業產業社會環境分析
第四章 中國陶瓷基復合材料行業運行情況
第一節 中國陶瓷基復合材料行業發展狀況情況介紹
一、行業發展歷程回顧
二、行業創新情況分析
三、行業發展特點分析
第二節 中國陶瓷基復合材料行業市場規模分析
一、影響中國陶瓷基復合材料行業市場規模的因素
二、中國陶瓷基復合材料行業市場規模
三、中國陶瓷基復合材料行業市場規模解析
第三節 中國陶瓷基復合材料行業供應情況分析
一、中國陶瓷基復合材料行業供應規模
二、中國陶瓷基復合材料行業供應特點
第四節 中國陶瓷基復合材料行業需求情況分析
一、中國陶瓷基復合材料行業需求規模
二、中國陶瓷基復合材料行業需求特點
第五節 中國陶瓷基復合材料行業供需平衡分析
第五章 中國陶瓷基復合材料行業產業鏈和細分市場分析
第一節 中國陶瓷基復合材料行業產業鏈綜述
一、產業鏈模型原理介紹
二、產業鏈運行機制
三、陶瓷基復合材料行業產業鏈圖解
第二節 中國陶瓷基復合材料行業產業鏈環節分析
一、上游產業發展現狀
二、上游產業對陶瓷基復合材料行業的影響分析
三、下游產業發展現狀
四、下游產業對陶瓷基復合材料行業的影響分析
第三節 我國陶瓷基復合材料行業細分市場分析
一、細分市場一
二、細分市場二
第六章 2019-2023年中國陶瓷基復合材料行業市場競爭分析
第一節 中國陶瓷基復合材料行業競爭現狀分析
一、中國陶瓷基復合材料行業競爭格局分析
二、中國陶瓷基復合材料行業主要品牌分析
第二節 中國陶瓷基復合材料行業集中度分析
一、中國陶瓷基復合材料行業市場集中度影響因素分析
二、中國陶瓷基復合材料行業市場集中度分析
第三節 中國陶瓷基復合材料行業競爭特征分析
一、 企業區域分布特征
二、企業規模分布特征
三、企業所有制分布特征
第七章 2019-2023年中國陶瓷基復合材料行業模型分析
第一節 中國陶瓷基復合材料行業競爭結構分析(波特五力模型)
一、波特五力模型原理
二、供應商議價能力
三、購買者議價能力
四、新進入者威脅
五、替代品威脅
六、同業競爭程度
七、波特五力模型分析結論
第二節 中國陶瓷基復合材料行業SWOT分析
一、SOWT模型概述
二、行業優勢分析
三、行業劣勢
四、行業機會
五、行業威脅
六、中國陶瓷基復合材料行業SWOT分析結論
第三節 中國陶瓷基復合材料行業競爭環境分析(PEST)
一、PEST模型概述
二、政策因素
三、經濟因素
四、社會因素
五、技術因素
六、PEST模型分析結論
第八章 2019-2023年中國陶瓷基復合材料行業需求特點與動態分析
第一節 中國陶瓷基復合材料行業市場動態情況
第二節 中國陶瓷基復合材料行業消費市場特點分析
一、需求偏好
二、價格偏好
三、品牌偏好
四、其他偏好
第三節 陶瓷基復合材料行業成本結構分析
第四節 陶瓷基復合材料行業價格影響因素分析
一、供需因素
二、成本因素
三、其他因素
第五節 中國陶瓷基復合材料行業價格現狀分析
第六節 中國陶瓷基復合材料行業平均價格走勢預測
一、中國陶瓷基復合材料行業平均價格趨勢分析
二、中國陶瓷基復合材料行業平均價格變動的影響因素
第九章 中國陶瓷基復合材料行業所屬行業運行數據監測
第一節 中國陶瓷基復合材料行業所屬行業總體規模分析
一、企業數量結構分析
二、行業資產規模分析
第二節 中國陶瓷基復合材料行業所屬行業產銷與費用分析
一、流動資產
二、銷售收入分析
三、負債分析
四、利潤規模分析
五、產值分析
第三節 中國陶瓷基復合材料行業所屬行業財務指標分析
一、行業盈利能力分析
二、行業償債能力分析
三、行業營運能力分析
四、行業發展能力分析
第十章 2019-2023年中國陶瓷基復合材料行業區域市場現狀分析
第一節 中國陶瓷基復合材料行業區域市場規模分析
一、影響陶瓷基復合材料行業區域市場分布的因素
二、中國陶瓷基復合材料行業區域市場分布
第二節 中國華東地區陶瓷基復合材料行業市場分析
一、華東地區概述
二、華東地區經濟環境分析
三、華東地區陶瓷基復合材料行業市場分析
(1)華東地區陶瓷基復合材料行業市場規模
(2)華東地區陶瓷基復合材料行業市場現狀
(3)華東地區陶瓷基復合材料行業市場規模預測
第三節 華中地區市場分析
一、華中地區概述
二、華中地區經濟環境分析
三、華中地區陶瓷基復合材料行業市場分析
(1)華中地區陶瓷基復合材料行業市場規模
(2)華中地區陶瓷基復合材料行業市場現狀
(3)華中地區陶瓷基復合材料行業市場規模預測
第四節 華南地區市場分析
一、華南地區概述
二、華南地區經濟環境分析
三、華南地區陶瓷基復合材料行業市場分析
(1)華南地區陶瓷基復合材料行業市場規模
(2)華南地區陶瓷基復合材料行業市場現狀
(3)華南地區陶瓷基復合材料行業市場規模預測
第五節 華北地區陶瓷基復合材料行業市場分析
一、華北地區概述
二、華北地區經濟環境分析
三、華北地區陶瓷基復合材料行業市場分析
(1)華北地區陶瓷基復合材料行業市場規模
(2)華北地區陶瓷基復合材料行業市場現狀
(3)華北地區陶瓷基復合材料行業市場規模預測
第六節 東北地區市場分析
一、東北地區概述
二、東北地區經濟環境分析
三、東北地區陶瓷基復合材料行業市場分析
(1)東北地區陶瓷基復合材料行業市場規模
(2)東北地區陶瓷基復合材料行業市場現狀
(3)東北地區陶瓷基復合材料行業市場規模預測
第七節 西南地區市場分析
一、西南地區概述
二、西南地區經濟環境分析
三、西南地區陶瓷基復合材料行業市場分析
(1)西南地區陶瓷基復合材料行業市場規模
(2)西南地區陶瓷基復合材料行業市場現狀
(3)西南地區陶瓷基復合材料行業市場規模預測
第八節 西北地區市場分析
一、西北地區概述
二、西北地區經濟環境分析
三、西北地區陶瓷基復合材料行業市場分析
(1)西北地區陶瓷基復合材料行業市場規模
(2)西北地區陶瓷基復合材料行業市場現狀
(3)西北地區陶瓷基復合材料行業市場規模預測
第十一章 陶瓷基復合材料行業企業分析(隨數據更新有調整)
第一節 企業
一、企業概況
二、主營產品
三、運營情況
1、主要經濟指標情況
2、企業盈利能力分析
3、企業償債能力分析
4、企業運營能力分析
5、企業成長能力分析
四、公司優 勢分析
第二節 企業
一、企業概況
二、主營產品
三、運營情況
四、公司優劣勢分析
第三節 企業
一、企業概況
二、主營產品
三、運營情況
四、公司優勢分析
第四節 企業
一、企業概況
二、主營產品
三、運營情況
四、公司優勢分析
第五節 企業
一、企業概況
二、主營產品
三、運營情況
四、公司優勢分析
第六節 企業
一、企業概況
二、主營產品
三、運營情況
四、公司優勢分析
第七節 企業
一、企業概況
二、主營產品
三、運營情況
四、公司優勢分析
第八節 企業
一、企業概況
二、主營產品
三、運營情況
四、公司優勢分析
第九節 企業
一、企業概況
二、主營產品
三、運營情況
四、公司優勢分析
第十節 企業
一、企業概況
二、主營產品
三、運營情況
四、公司優勢分析
第十二章 2024-2031年中國陶瓷基復合材料行業發展前景分析與預測
第一節 中國陶瓷基復合材料行業未來發展前景分析
一、陶瓷基復合材料行業國內投資環境分析
二、中國陶瓷基復合材料行業市場機會分析
三、中國陶瓷基復合材料行業投資增速預測
第二節 中國陶瓷基復合材料行業未來發展趨勢預測
第三節 中國陶瓷基復合材料行業規模發展預測
一、中國陶瓷基復合材料行業市場規模預測
二、中國陶瓷基復合材料行業市場規模增速預測
三、中國陶瓷基復合材料行業產值規模預測
四、中國陶瓷基復合材料行業產值增速預測
五、中國陶瓷基復合材料行業供需情況預測
第四節 中國陶瓷基復合材料行業盈利走勢預測
第十三章 2024-2031年中國陶瓷基復合材料行業進入壁壘與投資風險分析
第一節 中國陶瓷基復合材料行業進入壁壘分析
一、陶瓷基復合材料行業資金壁壘分析
二、陶瓷基復合材料行業技術壁壘分析
三、陶瓷基復合材料行業人才壁壘分析
四、陶瓷基復合材料行業品牌壁壘分析
五、陶瓷基復合材料行業其他壁壘分析
第二節 陶瓷基復合材料行業風險分析
一、陶瓷基復合材料行業宏觀環境風險
二、陶瓷基復合材料行業技術風險
三、陶瓷基復合材料行業競爭風險
四、陶瓷基復合材料行業其他風險
第三節 中國陶瓷基復合材料行業存在的問題
第四節 中國陶瓷基復合材料行業解決問題的策略分析
第十四章 2024-2031年中國陶瓷基復合材料行業研究結論及投資建議
第一節 觀研天下中國陶瓷基復合材料行業研究綜述
一、行業投資價值
二、行業風險評估
第二節 中國陶瓷基復合材料行業進入策略分析
一、行業目標客戶群體
二、細分市場選擇
三、區域市場的選擇
第三節 陶瓷基復合材料行業營銷策略分析
一、陶瓷基復合材料行業產品策略
二、陶瓷基復合材料行業定價策略
三、陶瓷基復合材料行業渠道策略
四、陶瓷基復合材料行業促銷策略
第四節 觀研天下分析師投資建議
圖表詳見報告正文······