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>> 长江证券-航空航天与国防行业陶瓷基复合材料:热端构件理想材料,产业拐点渐行渐近-250914
上传日期:   2025/9/15 大小:   4028KB
格式:   pdf  共27页 来源:   长江证券
评级:   增持 作者:   王贺嘉,王清,杨继虎
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陶瓷基复材:跨代航发热端部件新型结构材料,下一代战机0到1超额增值环节
  目前推重比10一级的航空发动机涡轮进口温度达到1500℃,已经达到金属材料的耐温极限。而陶瓷基复材的工作温度高达1650℃,且密度仅为高温合金密度的1/3,能提升航空发动机推重比,且能延长极端高温环境下航空发动机服役寿命。陶瓷基复合材料(CMC)与金属基复合材料(MMC)、聚合物基复合材料(PMC)并列为三大复合材料,由陶瓷基体、增强纤维和界面层构成,以纤维作为增强相、以陶瓷基体为连续相。已在航空发动机上得到应用的主要有碳化硅纤维增强碳化硅复合材料(SiC/SiC)和氧化物纤维增强氧化物复合材料(Ox/Ox)两种。
  他山之石:新材料广受关注,国外航发OEM公司积极布局陶瓷基复合材料业务
  欧美国家对CMC高度重视,目前海外发动机调节片/密封片、涡轮外环、混合器/中心体等已进入批生产阶段;燃烧室火焰筒、涡轮导向叶片等正进行全寿命验证;而涡轮叶片和涡轮叶盘等已进入发动机测试,基于先易后难的发展思路,CMC在航空发动机热端部件的应用渗透率有望持续提升。全球已形成较为成熟的CMC产业链,上游以增强纤维为主,具备牌号研发及批产能力的公司有日本Nippon Carbon、UBE,美国NGS、3M等。CMC零组件以OEM公司为主,包括美国的GE、PW公司,法国赛峰集团,英国RR公司,日本的石川岛播磨重工等。
  空间测算:航空、航天及核工业多轮需求驱动,未来CMC市场规模有望超百亿
  除航空发动机之外,CMC产品用于汽车和工业零件、核燃料包层、潜艇轴封、燃气轮机热端部件等,此外在核聚变包层的第一壁、偏滤器等位置也具有应用潜力。2024年全球陶瓷基复合材料市场规模约为144亿美元,航空及国防产品占比约39.6%,根据Global Market Insights预测,未来10年CMC全球市场有望维持10%的复合增长。我们测算,未来十年我国军用及民用航发CMC市场或超百亿元/年,其中单台用量约20kg-100kg。航发技术共性牵引燃气轮机对CMC应用潜力,我们测算2024-2027年AIDC新增燃机对CMC需求累计超680亿元。
  国内产业链:产业处于发展早期供给相对分散,以科研院所及产业化平台为主导
  我国从20世纪80年代开始,以西北工业大学研发团队为先驱,中航复材、航天材料及工艺研究所、国防科大、中科院硅酸盐研究所等单位先后启动了SiC纤维与SiC/SiC复材的相关研发工作。我国陶瓷基复材目前以产研深度结合加快发展,2023年华秦科技与中科院硅酸盐研究所合资成立子公司,加速陶瓷基复材技术产业化落地。火炬电子与厦门大学深度合作前瞻布局特种陶瓷材料,形成“前驱体-纤维”的完善产业链布局,产业化水平位居国内前列。中航高科子公司中航复材为复材国家队技术积淀深厚,突破多项工程化应用技术,已开展多型号验证。
  风险提示
  1、陶瓷基复合材料及结构件研发进度、工程化应用进度不及预期风险;
  2、“十五五”武器装备建设规划、订单下放以及产能释放的不确定性;
  3、新型武器装备的论证、研制、生产及采购进程均存在一定不确定性;
  4、随着工程化应用深入推进和市场规模扩大,行业存在竞争加剧风险。
  
 
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