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中投網(wǎng)2024-04-30 15:31 來(lái)源：中投網(wǎng)
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1.1.1 2024-2028年中國(guó)航空航天新材料行業(yè)影響因素分析
一、航空航天新材料應(yīng)用領(lǐng)域廣闊
航空航天為下游核心消費(fèi)領(lǐng)域，伴隨軍用航空崛起于“十四五”，有望在“十五五”伴隨民用航空迎來(lái)新一輪爆發(fā)，因此航空新材料中短期看軍用，長(zhǎng)期看軍民兩用。在軍用飛機(jī)領(lǐng)域，航空航天復(fù)合新材料能夠改善飛機(jī)機(jī)體結(jié)構(gòu)，提高飛機(jī)隱身能力，其應(yīng)用范圍逐漸從阻力板、起落架艙門(mén)等受載不大的簡(jiǎn)單零部件拓展到機(jī)身、機(jī)翼盒段、起落架系統(tǒng)等主承力構(gòu)件；在民用飛機(jī)領(lǐng)域，航空航天復(fù)合新材料能夠降低結(jié)構(gòu)重量，提高飛機(jī)運(yùn)行的安全性和經(jīng)濟(jì)性，其應(yīng)用范圍逐漸從整流罩、擾流板等受力較小的構(gòu)件拓展到機(jī)翼、機(jī)身等主要受力部件。此外，目前航空航天新材料在制造領(lǐng)域的應(yīng)用已經(jīng)非常廣泛。例如，在一些先進(jìn)的戰(zhàn)斗機(jī)中，高達(dá)60%以上的機(jī)體結(jié)構(gòu)采用了復(fù)合新材料。
未來(lái)，隨著環(huán)境保護(hù)意識(shí)的提高，航空航天新材料的環(huán)保性能也將會(huì)得到重視和加強(qiáng)，促進(jìn)其在綠色制造領(lǐng)域的應(yīng)用。此外，隨著航空航天技術(shù)的不斷發(fā)展，新材料的應(yīng)用領(lǐng)域也將會(huì)更加廣泛，例如在無(wú)人機(jī)、航空發(fā)動(dòng)機(jī)等領(lǐng)域的應(yīng)用將會(huì)越來(lái)越廣泛。
二、航空新材料不斷升級(jí)換代
隨著科技的不斷進(jìn)步，航空新材料也在不斷升級(jí)換代。未來(lái)，航空新材料將朝著更輕、更強(qiáng)、更耐腐蝕的方向發(fā)展。航空航天行業(yè)對(duì)輕量化材料的需求將持續(xù)增加。輕量化材料可以減少航空航天器的重量，提高載荷能力和燃油效率。因此，輕量化材料如碳纖維增強(qiáng)復(fù)合材料、鋁鋰合金等將成為行業(yè)的重要發(fā)展方向。
當(dāng)前，鈦合金作為一種具有優(yōu)異性能的材料，正逐漸受到航空領(lǐng)域的青睞。鈦合金具有高強(qiáng)度、低密度、良好的耐腐蝕性和高溫性能等特點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用于航空領(lǐng)域。與傳統(tǒng)的鋁合金相比，鈦合金具有更高的比強(qiáng)度和更低的熱膨脹系數(shù)，能夠有效提高飛行器的性能和使用壽命。此外，鈦合金還具有良好的加工性能和焊接性能，能夠滿足航空領(lǐng)域?qū)τ诟咝阅懿牧系男枨�。除了鈦合金和碳纖維復(fù)合新材料之外，納米材料和智能材料等新型材料也逐漸應(yīng)用于航空領(lǐng)域。這些新型材料具有更為優(yōu)異的性能和特點(diǎn)，為航空事業(yè)的發(fā)展帶來(lái)了新的機(jī)遇。
三、重視新技術(shù)、新工藝應(yīng)用
航空新材料屬于知識(shí)密集、技術(shù)密集學(xué)科，依靠傳統(tǒng)工藝技術(shù)難以滿足現(xiàn)代航空產(chǎn)品要求。目前我國(guó)對(duì)新技術(shù)、新工藝在航空新材料領(lǐng)域的開(kāi)發(fā)應(yīng)用都非常重視，將信息技術(shù)、新材料技術(shù)等高新技術(shù)相互融合，跨學(xué)科融合發(fā)展，實(shí)現(xiàn)先進(jìn)材料成型制造技術(shù)和制造工藝突破，推動(dòng)產(chǎn)品優(yōu)化升級(jí)。此外，信息化技術(shù)、數(shù)字控制技術(shù)可以縮短設(shè)計(jì)、制造周期及提高精度。相關(guān)新技術(shù)、新工藝主要包括定向凝固技術(shù)，機(jī)械合金化、快速凝固、復(fù)合裁剪技術(shù)，電子束、等離子束及激光束技術(shù)，真空電弧重熔、細(xì)晶鑄錠技術(shù)及相應(yīng)發(fā)展的熱等靜壓技術(shù)，超塑成型技術(shù)，固態(tài)焊接技術(shù)等。
四、航空航天核心材料，技術(shù)壁壘較高
碳纖維具有強(qiáng)度高、比模量高（強(qiáng)度為鋼鐵的10倍，質(zhì)量?jī)H有鋁材的一半）、質(zhì)量輕、耐腐蝕、耐疲勞、熱膨脹系數(shù)小、耐高低溫等優(yōu)越性能，是軍民用重要基礎(chǔ)材料，應(yīng)用于航空航天、體育、汽車(chē)、建筑及其結(jié)構(gòu)補(bǔ)強(qiáng)等領(lǐng)域。相比傳統(tǒng)金屬材料，樹(shù)脂基碳纖維模量高于鈦合金等傳統(tǒng)工業(yè)材料，強(qiáng)度通過(guò)設(shè)計(jì)可達(dá)到高強(qiáng)鋼水平、明顯高于鈦合金，在性能和輕量化兩方面優(yōu)勢(shì)都非常明顯。然而碳纖維成本也相對(duì)較高，雖然目前在航空航天等高精尖領(lǐng)域已部分取代傳統(tǒng)材料，但對(duì)力學(xué)性能要求相對(duì)不高的傳統(tǒng)行業(yè)則更看重經(jīng)濟(jì)效益，傳統(tǒng)材料依然為主力軍。
五、性能瓶頸與環(huán)境壓力
航天領(lǐng)域?qū)Ω咝阅苄虏牧系目是笫菬o(wú)止境的。從火箭推進(jìn)系統(tǒng)到衛(wèi)星輕量化，從探測(cè)器的耐極端環(huán)境到載人航天的安全，新材料在各個(gè)層面都起著關(guān)鍵的作用。然而，我們目前所使用的新材料在很多方面都存在著性能的瓶頸。
首先，傳統(tǒng)的新材料在強(qiáng)度與重量比上無(wú)法滿足更高要求的航天任務(wù)。雖然碳纖維復(fù)合新材料已經(jīng)在許多應(yīng)用中展現(xiàn)出優(yōu)越的性能，但它們的強(qiáng)度和重量比仍無(wú)法滿足如火星探測(cè)等更極端的航天任務(wù)。其次，新材料的生產(chǎn)過(guò)程復(fù)雜、成本高，且大多數(shù)新材料的生命周期管理困難，從生產(chǎn)到最終處置都面臨著巨大的環(huán)境壓力。
2022年，我國(guó)新材料產(chǎn)業(yè)總產(chǎn)值達(dá)到6.8萬(wàn)億元；2023年，我國(guó)新材料產(chǎn)業(yè)總產(chǎn)值約達(dá)到7.9萬(wàn)億元。
我們預(yù)計(jì)，2024年我國(guó)新材料產(chǎn)業(yè)總產(chǎn)值將達(dá)到9.1萬(wàn)億元，未來(lái)五年（2024-2028）年均復(fù)合增長(zhǎng)率約為8.48%，2028年將達(dá)到12.6萬(wàn)億元。
數(shù)據(jù)來(lái)源：中投產(chǎn)業(yè)研究院
2022年，我國(guó)高溫合金產(chǎn)量達(dá)到4.2萬(wàn)噸；2023年，我國(guó)高溫合金產(chǎn)量約達(dá)到4.9萬(wàn)噸。
我們預(yù)計(jì)，2024年我國(guó)高溫合金產(chǎn)量將達(dá)到5.5萬(wàn)噸，未來(lái)五年（2024-2028）年均復(fù)合增長(zhǎng)率約為11.17%，2028年將達(dá)到8.4萬(wàn)噸。
數(shù)據(jù)來(lái)源：中投產(chǎn)業(yè)研究院
2022年，我國(guó)鋁合金產(chǎn)量達(dá)到1,218.3萬(wàn)噸；2023年1-9月，我國(guó)鋁合金產(chǎn)量達(dá)到1,047.2萬(wàn)噸。
我們預(yù)計(jì)，2024年我國(guó)鋁合金產(chǎn)量將達(dá)到1,510萬(wàn)噸，未來(lái)五年（2024-2028）年均復(fù)合增長(zhǎng)率約為8.53%，2028年將達(dá)到2,095萬(wàn)噸。
數(shù)據(jù)來(lái)源：中投產(chǎn)業(yè)研究院
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