碳化硅陶瓷基复合材料行业深度报告:航空航天材料下一个蓝海

　　1)为了提高航空发动机的推重比和降低燃料消耗,根本的措施是提高发动机的涡轮进口温度。而涡轮前温度与航空发动机热端部件材料的高允许工作温度直接相关。陶瓷基复合材料是21世纪中可替代高温合金的发动机热端结构选材料。
　　2)20世纪80年代,法国率先研制出SiC/SiC陶瓷基复合材料,并成功应用于M88-2发动机和F100型发动机。法国赛峰集团设计的陶瓷基复合材料(CMC)尾喷口在2015年6月16日搭载在CFM56-5B发动机上完成了次商业飞行。CFM公司针对单通道客机的新一代发动机LEAP-X预计于2016年投放市场。
　　3)GE公司预测:2013-2023年航空发动机市场对CMC的需求将递增10倍。2013年6月GE投资1.25亿美金建设1.16万m2的生产基地。为确保高端SiC纤维的供应,2012年4月GE还携手SNECMA对外发布,将联合日本碳素公司合资成立NGS公司,生产和销售“Nicalon”品牌SiC连续纤维。GE正努力将CMC应用到发动机的各种部件,预计到2016~2018年间将日产800个CMC成品部件。CFM准备从2016年开始由CFM56的生产逐渐过渡到LEAP-X发动机,到2020年实现年产1700台发动机。为实现这一产能需求,计划投资7.5亿美元,在美国密西西比州埃利斯维尔新建和扩建厂房,总面积扩至139350m2,用于量产CMC材料部件。
　　4)SiC纤维位于SiC/SiC陶瓷基复合材料的上游,是整个产业链至关重要的一环。目前上仅日本和美国能批量提供通用级和商品级的SiC纤维,已实现产业化产能达百吨级的仅有日本碳公司和日本宇部兴产株式会社。根据纤维组成、结构及性能的发展变化过程,先驱体法制备的SiC纤维可分为三代,代为高氧碳SiC纤维,第二代为低氧高碳含量SiC纤维,第三代为近化学比SiC纤维。
　　5)我国从20世纪80年代开始,就有张立同院士领导的西北工业大学研发团队,以及中航工业复材中心、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跟踪国际前沿启动研发工作。我国研究SiC纤维的主要单位有国防科技大学、厦门大学等,并取得了卓有成效的成果;苏州赛力菲陶纤有限公司是我成功实现连续SiC纤维产业化生产的企业。目前国内已经突破第二代SiC纤维和SiC/SiC复合材料研制关键技术,具备了构件研制和小批量生产能力,但在工程产业化方面与西方发达尚存在明显差距。
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