陶瓷基复合材料(CMC)指的是在SiC陶瓷基体中引入SiC纤维形成的增强材料,其弥补了陶瓷材料的缺陷,具有耐高温、抗氧化、耐腐蚀、抗冲击等性能,可应用在航空发动机、航天发动机、飞行器防热结构、太空轻质结构、刹车制动、核能、光伏电子等多个领域,当前主要应用在航空航天领域,生产发动机燃烧室内衬、喷口导流叶片等产品。
目前市场中应用需求较高的陶瓷基复合材料主要有碳化硅纤维增强碳化硅陶瓷基(SiC/SiC)和碳纤维增强碳化硅陶瓷基(C/SiC)复合材料,其中前者应用更为广泛。CMC材料作为高温合金的替代品,具有耐高温性能,且还能够降低结构密度,实现轻量化发展。当前在国外发达国家,CMC材料引进被用于喷管调节片、发动机尾喷口等部位,在更为关键的高压涡轮、涡轮转子等领域尚未得到应用。
在全球中,美国和日本等国家在陶瓷基复合材料领域布局时间较早,拥有技术优势,产品成熟度较高。美国GE、法国SNECMA公司等均在该领域具有竞争优势。我国在陶瓷基复合材料研究方面起步较晚,目前研究多以校企合作和企业合作进行,主要有航天材料及工艺研究所、国防科技大学、西北工业大学、北京航空材料研究院等。总体来看,我国陶瓷基复合材料产业化和应用方面较发达国家存在明显差距,未来国内市场发展潜力巨大。
新思界产业研究中心发布的《2021-2026年中国陶瓷基复合材料行业市场深度调研及发展前景预测报告》显示,受益于航空航天领域发展带动,全球陶瓷基复合材料市场需求呈现持续增长趋势,在2021年全球陶瓷基复合材料市场规模约为90亿美元。未来在国际形势不稳定的大背景下,以中国为代表的国家对于航空航天产业加大投资力度,对于航空器、航空发动机需求攀升,陶瓷基复合材料应用需求持续攀升。
新思界产业分析人士表示,陶瓷基复合材料作为综合性能优异的耐高温材料,在航空航天领域应用前景较好,在航空发动机生产中应用需求较高。在生产方面,当前国内陶瓷基复合材料产业化程度较低,能够大规模生产的企业较少,未来市场发展潜力巨大。在国内市场,受到民用航空领域发展带动,预计陶瓷基复合材料市场需求呈现爆发式增长,行业发展机遇较大。