2020航空復(fù)合材料行業(yè)供需現(xiàn)狀趨勢分析 |
[ 來源: | 作者:本站 | 發(fā)布時間:2021-01-23 | 瀏覽:11267次 ] |
自20世紀(jì)70年代后,航空工業(yè)中復(fù)合材料的使用量正在不斷地增加。制造飛機(jī)結(jié)構(gòu)的傳統(tǒng)材料包括鋁、鋼和鈦。復(fù)合材料的主要好處是減輕的重量和較簡單的裝配。性能優(yōu)勢和減輕飛機(jī)結(jié)構(gòu)重量是軍用飛機(jī)復(fù)合材料發(fā)展的主要推動力。雖然商用飛機(jī)正日漸關(guān)注燃油經(jīng)濟(jì)性,但是復(fù)合材料發(fā)展的主要推動力是不斷減少生產(chǎn)和維護(hù)成本。復(fù)合材料也用于替換老舊飛機(jī)上的金屬部件。 材料工業(yè)是國民經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè),新材料是材料工業(yè)發(fā)展的先導(dǎo),是重要的戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)。“十三五”時期,是我國材料工業(yè)由大變強(qiáng)的關(guān)健時期,加快培育和發(fā)展新材料產(chǎn)業(yè),對于引領(lǐng)材料工業(yè)升級換代,支撐戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展,保障國家重大工程建設(shè),促進(jìn)傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級,構(gòu)建國際競爭新優(yōu)勢具有重要的戰(zhàn)略意義。新材料產(chǎn)業(yè)規(guī)模近5年復(fù)合增速達(dá)25%,自2010年新材料被國家提升到戰(zhàn)略重要地位之后,中國新材料產(chǎn)業(yè)規(guī)模一直保持穩(wěn)步增長由2010年的6,500億上升到2017年的3.14萬億元,年均復(fù)合增速約25%。在細(xì)分領(lǐng)域方面,特種金屬功能材料占比約為32%,高端金屬結(jié)構(gòu)材料占比約為19%,先進(jìn)高分子材料占比約為24%,新型無機(jī)非金屬材料占比約為13%,高性能纖維及復(fù)合材料占比約為9%,前沿新材料占比約為3%。 未來航空復(fù)合材料市場規(guī)模達(dá)到282.7億元 中國航空材料經(jīng)歷了引進(jìn)、仿制、改進(jìn)、改型和自行研制的發(fā)展歷程。到目前為止,我國已定型生產(chǎn)的航空用金屬、有機(jī)高分子材料、無機(jī)非金屬材料以及復(fù)合材料的牌號約2000余個;已建成具有一定規(guī)模的航空材料研究與生產(chǎn)基地,擁有生產(chǎn)航空產(chǎn)品所需各類材料牌號、品種與規(guī)格的生產(chǎn)設(shè)備及檢測儀器??傮w上看,我國目前已定型生產(chǎn)的航空材料(含類別、牌號、品種與規(guī)格)及其相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)與規(guī)范,基本上能滿足第二代航空產(chǎn)品大批生產(chǎn)的需求。針對第三代航空產(chǎn)品所需關(guān)鍵材料,如熱強(qiáng)鈦合金、高強(qiáng)鋁合金、超高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼不銹鋼、樹脂基復(fù)合材料、單晶與粉末高溫合金等,從技術(shù)上看,已具備試用條件,但要轉(zhuǎn)化為在特定工況下使用的零部件,并體現(xiàn)出第三代航空產(chǎn)品的總體效能(技術(shù)與戰(zhàn)術(shù)性能、使用可靠性與壽命以及經(jīng)濟(jì)效益等)尚需做大量的工作。 我國目前正不斷加強(qiáng)對航空領(lǐng)域復(fù)合材料的重視,預(yù)計未來我國航空飛行器中復(fù)合材料的使用量會進(jìn)一步提高,我們假設(shè)中國飛機(jī)未來幾年復(fù)合材料的使用比例達(dá)到美國90年代水平,航空用復(fù)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(fù)合材料市場規(guī)模年復(fù)合增速達(dá)9.5%,到2023年中國航空復(fù)合材料市場規(guī)模將達(dá)到282.7億元。 2020航空復(fù)合材料行業(yè)現(xiàn)狀及市場規(guī)模分析 航空復(fù)合材料的發(fā)展是研制生產(chǎn)航空產(chǎn)品的物質(zhì)保障,在國民經(jīng)濟(jì)中占有重要地位,是我國從航空復(fù)合材料制造大國向航空復(fù)合材料制造強(qiáng)國轉(zhuǎn)變的最為關(guān)鍵的一環(huán)。航空復(fù)合材料的發(fā)展與航空技術(shù)關(guān)系極為密切,具有特殊性。航空產(chǎn)品特殊的工作環(huán)境對航空復(fù)合材料提出“輕質(zhì)高強(qiáng)、高溫耐蝕”的特殊要求。航空工業(yè)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(chǎn)品的重大經(jīng)濟(jì)意義。而且材料減重對飛機(jī)減重的貢獻(xiàn)也越來越大,所以輕質(zhì)高強(qiáng)是航空復(fù)合材料必須滿足的首要性能要求。 目前我國航空復(fù)合材料行業(yè)主要廠商是中航高科旗下的中航復(fù)合材料有限公司。2010年,中航復(fù)合材料有限公司由中航工業(yè)和北京國資委共同出資設(shè)立。2015年,公司通過資產(chǎn)重組被注入中航高科。中航復(fù)材是我國航空復(fù)合材料行業(yè)的技術(shù)先鋒,是集復(fù)合材料研發(fā)、生產(chǎn)、銷售和服務(wù)于一體的專業(yè)化高科技公司,主要客戶為航空工業(yè)主機(jī)廠和零部件生產(chǎn)單位。 現(xiàn)階段,各領(lǐng)域?qū)?fù)合材料的應(yīng)用占比水平較高,促進(jìn)復(fù)合材料的整體規(guī)模不斷增加,而航空領(lǐng)域作為近年來產(chǎn)品應(yīng)用的重點(diǎn)方向,其市場規(guī)模不斷增加。數(shù)據(jù)顯示,2010-2018年,中國航空復(fù)合材料市場規(guī)模呈逐年上升態(tài)勢,到2018年,航空復(fù)合材料的市場規(guī)模達(dá)59.34億元,較2017年同比增加10.92%,2018年市場規(guī)模接近60億元。 基于當(dāng)前發(fā)展現(xiàn)狀,未來航空復(fù)合材料行業(yè)將呈現(xiàn)以下趨勢:首先,航空航天復(fù)合材料需求將持續(xù)上升,以B-787/A-380/A-350XWB為代表的新機(jī)種對碳纖維復(fù)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(jī),飛機(jī)數(shù)量的增加將帶動航空航天復(fù)合材料需求的上升,航空復(fù)合材料行業(yè)將進(jìn)入新的發(fā)展時期。
航空復(fù)合材料行業(yè)主要產(chǎn)品分類 按基體材料類型分類 按基體材料類型可分為有機(jī)材料基、無機(jī)非金屬材料基和金屬基復(fù)合材料三大類,按有機(jī)材料類型又可分為樹脂基、橡膠基和木質(zhì)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(jī)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(qiáng)體類型分類 按增強(qiáng)體的幾何形狀可以分為顆粒增強(qiáng)型、纖維增強(qiáng)型和板狀復(fù)合材料三大類;按顆粒尺寸的大小又可分為彌散增強(qiáng)型和顆粒增強(qiáng)型兩類;按增強(qiáng)纖維的長度可以分為連續(xù)纖維增強(qiáng)型和非連續(xù)增強(qiáng)型兩大類;而按非連續(xù)纖維的長短又有短纖維增強(qiáng)型和晶須增強(qiáng)型之分;按短纖維在復(fù)合材料中的排列方式又有隨機(jī)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(qiáng)、碳纖維增強(qiáng)、芳綸纖維增強(qiáng)、氧化鋁纖維增強(qiáng)、氧化鋯纖維增強(qiáng)、石英纖維增強(qiáng)、鈦酸鉀纖維增強(qiáng)和金屬絲增強(qiáng)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(qiáng)材料的不同可以分為紙纖維層壓板、布纖維層壓板、木質(zhì)纖維層壓板、石棉纖維層壓板等。 航空復(fù)合材料行業(yè)特性 1.輕質(zhì)高強(qiáng)、高溫耐蝕 航空產(chǎn)品特殊的工作環(huán)境對航空復(fù)合材料提出“輕質(zhì)高強(qiáng)、高溫耐蝕”的特殊要求。航空工業(yè)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(chǎn)品的重大經(jīng)濟(jì)意義。而且材料減重對飛機(jī)減重的貢獻(xiàn)也越來越大,所以輕質(zhì)高強(qiáng)是航空復(fù)合材料必須滿足的首要性能要求。“高溫耐蝕”的“高溫”是指航空復(fù)合材料要能耐受較高的工作溫度。對于機(jī)身材料,氣動力加熱效應(yīng)使機(jī)身表面溫度升高,需要結(jié)構(gòu)材料具有好的高溫強(qiáng)度;對于發(fā)動機(jī)材料,要求渦輪盤和渦輪葉片材料要有好的高溫強(qiáng)度和耐高溫腐蝕性能。“耐蝕”是指航空復(fù)合材料要有優(yōu)良的抗腐蝕,主要是指抗應(yīng)力腐蝕、腐蝕疲勞的能力。 2.高的質(zhì)量要求 航空器是技術(shù)密集、高集成度的復(fù)雜產(chǎn)品,只有采用質(zhì)地優(yōu)良的航空復(fù)合材料才能制造出安全可靠、性能優(yōu)良的飛機(jī)和發(fā)動機(jī)。航空產(chǎn)品的多樣性和小批量生產(chǎn),導(dǎo)致了航空復(fù)合材料研制和生產(chǎn)上的多品種、多規(guī)格、小批量、技術(shù)質(zhì)量要求高等特點(diǎn)。 3.低成本航空復(fù)合材料 新型號的先進(jìn)飛機(jī)價格不斷攀升,航空技術(shù)領(lǐng)先的國家和地區(qū)都先后對航空產(chǎn)品提出了“買得起”的要求。而材料在航空產(chǎn)品的成本和價格構(gòu)成中占有相當(dāng)份額,所以科學(xué)地選材和努力發(fā)展低成本材料技術(shù)是航空復(fù)合材料發(fā)展的重要方向。 |