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        2020航空復合材料行業供需現狀趨勢分析

        [ 來源: | 作者:本站 | 發布時間:1611366259 | 瀏覽:10287次 ]

        自20世紀70年代后,航空工業中復合材料的使用量正在不斷地增加。制造飛機結構的傳統材料包括鋁、鋼和鈦。復合材料的主要好處是減輕的重量和較簡單的裝配。性能優勢和減輕飛機結構重量是軍用飛機復合材料發展的主要推動力。雖然商用飛機正日漸關注燃油經濟性,但是復合材料發展的主要推動力是不斷減少生產和維護成本。復合材料也用于替換老舊飛機上的金屬部件。

        復合材料

        材料工業是國民經濟的基礎產業,新材料是材料工業發展的先導,是重要的戰略性新興產業?!笆濉睍r期,是我國材料工業由大變強的關健時期,加快培育和發展新材料產業,對于引領材料工業升級換代,支撐戰略性新興產業發展,保障國家重大工程建設,促進傳統產業轉型升級,構建國際競爭新優勢具有重要的戰略意義。新材料產業規模近5年復合增速達25%,自2010年新材料被國家提升到戰略重要地位之后,中國新材料產業規模一直保持穩步增長由2010年的6,500億上升到2017年的3.14萬億元,年均復合增速約25%。在細分領域方面,特種金屬功能材料占比約為32%,高端金屬結構材料占比約為19%,先進高分子材料占比約為24%,新型無機非金屬材料占比約為13%,高性能纖維及復合材料占比約為9%,前沿新材料占比約為3%。

        未來航空復合材料市場規模達到282.7億元

        中國航空材料經歷了引進、仿制、改進、改型和自行研制的發展歷程。到目前為止,我國已定型生產的航空用金屬、有機高分子材料、無機非金屬材料以及復合材料的牌號約2000余個;已建成具有一定規模的航空材料研究與生產基地,擁有生產航空產品所需各類材料牌號、品種與規格的生產設備及檢測儀器??傮w上看,我國目前已定型生產的航空材料(含類別、牌號、品種與規格)及其相應的標準與規范,基本上能滿足第二代航空產品大批生產的需求。針對第三代航空產品所需關鍵材料,如熱強鈦合金、高強鋁合金、超高強度結構鋼不銹鋼、樹脂基復合材料、單晶與粉末高溫合金等,從技術上看,已具備試用條件,但要轉化為在特定工況下使用的零部件,并體現出第三代航空產品的總體效能(技術與戰術性能、使用可靠性與壽命以及經濟效益等)尚需做大量的工作。

        我國目前正不斷加強對航空領域復合材料的重視,預計未來我國航空飛行器中復合材料的使用量會進一步提高,我們假設中國飛機未來幾年復合材料的使用比例達到美國90年代水平,航空用復合材料制造損耗率為75-80%,由此我們估算2018-2023年中國航空復合材料市場規模年復合增速達9.5%,到2023年中國航空復合材料市場規模將達到282.7億元。

        2020航空復合材料行業現狀及市場規模分析

        航空復合材料的發展是研制生產航空產品的物質保障,在國民經濟中占有重要地位,是我國從航空復合材料制造大國向航空復合材料制造強國轉變的最為關鍵的一環。航空復合材料的發展與航空技術關系極為密切,具有特殊性。航空產品特殊的工作環境對航空復合材料提出“輕質高強、高溫耐蝕”的特殊要求。航空工業有一句口號叫做“為每一克減重而奮斗”,反映了減重對于航空產品的重大經濟意義。而且材料減重對飛機減重的貢獻也越來越大,所以輕質高強是航空復合材料必須滿足的首要性能要求。

        目前我國航空復合材料行業主要廠商是中航高科旗下的中航復合材料有限公司。2010年,中航復合材料有限公司由中航工業和北京國資委共同出資設立。2015年,公司通過資產重組被注入中航高科。中航復材是我國航空復合材料行業的技術先鋒,是集復合材料研發、生產、銷售和服務于一體的專業化高科技公司,主要客戶為航空工業主機廠和零部件生產單位。

        現階段,各領域對復合材料的應用占比水平較高,促進復合材料的整體規模不斷增加,而航空領域作為近年來產品應用的重點方向,其市場規模不斷增加。數據顯示,2010-2018年,中國航空復合材料市場規模呈逐年上升態勢,到2018年,航空復合材料的市場規模達59.34億元,較2017年同比增加10.92%,2018年市場規模接近60億元。

        基于當前發展現狀,未來航空復合材料行業將呈現以下趨勢:首先,航空航天復合材料需求將持續上升,以B-787/A-380/A-350XWB為代表的新機種對碳纖維復合材料的需求將大幅增長。中國未來20年需要新增6810架飛機,飛機數量的增加將帶動航空航天復合材料需求的上升,航空復合材料行業將進入新的發展時期。

        航空復合材料行業主要產品分類

        按基體材料類型分類

        按基體材料類型可分為有機材料基、無機非金屬材料基和金屬基復合材料三大類,按有機材料類型又可分為樹脂基、橡膠基和木質基;按樹脂種類分又有熱固性樹脂基和熱塑性樹脂基;按無機非金屬材料類型可以分為玻璃基、陶瓷基、水泥基和碳基;按陶瓷種類分又有氧化鋁基、氧化鋯基、石英玻璃基等;按金屬種類可以分為鋁基、銅基、鎂基和鈦基等。

        按增強體類型分類

        按增強體的幾何形狀可以分為顆粒增強型、纖維增強型和板狀復合材料三大類;按顆粒尺寸的大小又可分為彌散增強型和顆粒增強型兩類;按增強纖維的長度可以分為連續纖維增強型和非連續增強型兩大類;而按非連續纖維的長短又有短纖維增強型和晶須增強型之分;按短纖維在復合材料中的排列方式又有隨機排列和定向排列之分;按纖維的種類可以分為玻璃纖維增強、碳纖維增強、芳綸纖維增強、氧化鋁纖維增強、氧化鋯纖維增強、石英纖維增強、鈦酸鉀纖維增強和金屬絲增強等;而按金屬絲的種類又可分為鎢絲、鋁絲、不銹鋼絲等;按層壓板增強材料的不同可以分為紙纖維層壓板、布纖維層壓板、木質纖維層壓板、石棉纖維層壓板等。

        航空復合材料行業特性

        1.輕質高強、高溫耐蝕

        航空產品特殊的工作環境對航空復合材料提出“輕質高強、高溫耐蝕”的特殊要求。航空工業有一句口號叫做“為每一克減重而奮斗”,反映了減重對于航空產品的重大經濟意義。而且材料減重對飛機減重的貢獻也越來越大,所以輕質高強是航空復合材料必須滿足的首要性能要求?!案邷啬臀g”的“高溫”是指航空復合材料要能耐受較高的工作溫度。對于機身材料,氣動力加熱效應使機身表面溫度升高,需要結構材料具有好的高溫強度;對于發動機材料,要求渦輪盤和渦輪葉片材料要有好的高溫強度和耐高溫腐蝕性能?!澳臀g”是指航空復合材料要有優良的抗腐蝕,主要是指抗應力腐蝕、腐蝕疲勞的能力。

        2.高的質量要求

        航空器是技術密集、高集成度的復雜產品,只有采用質地優良的航空復合材料才能制造出安全可靠、性能優良的飛機和發動機。航空產品的多樣性和小批量生產,導致了航空復合材料研制和生產上的多品種、多規格、小批量、技術質量要求高等特點。

        3.低成本航空復合材料

        新型號的先進飛機價格不斷攀升,航空技術領先的國家和地區都先后對航空產品提出了“買得起”的要求。而材料在航空產品的成本和價格構成中占有相當份額,所以科學地選材和努力發展低成本材料技術是航空復合材料發展的重要方向。

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