復合材料行業(yè)深度調(diào)研分析 復合材料在交通運輸領(lǐng)域需求較大

• 黃文玉 2023年12月4日 來源：互聯(lián)網(wǎng) ResearchAndMarkets 中國復合材料學會 521 28
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復合材料是指由兩種或兩種以上不同性質(zhì)的材料，通過物理或化學的方法，在宏觀(微觀)上組成具有新性能的材料。由于復合材料具有重量輕、強度高、加工成型方便、彈性優(yōu)良、耐化學腐蝕和耐候性好等特點，已逐步取代木材及金屬合金，廣泛應(yīng)用于航空航天、汽車、電子電氣、

復合材料是人們運用先進的材料制備技術(shù)將不同性質(zhì)的材料組分優(yōu)化組合而成的新材料。一般定義的復合材料需滿足以下條件:(i) 復合材料必須是人造的，是人們根據(jù)需要設(shè)計制造的材料;(ii) 復合材料必須由兩種或兩種以上化學、物理性質(zhì)不同的材料組分，以所設(shè)計的形式、比例、分布組合而成，各組分之間有明顯的界面存在;(iii)它具有結(jié)構(gòu)可設(shè)計性，可進行復合結(jié)構(gòu)設(shè)計;(iv) 復合材料不僅保持各組分材料性能的優(yōu)點，而且通過各組分性能的互補和關(guān)聯(lián)可以獲得單一組成材料所不能達到的綜合性能。

復合材料是指由兩種或兩種以上不同性質(zhì)的材料，通過物理或化學的方法，在宏觀(微觀)上組成具有新性能的材料。由于復合材料具有重量輕、強度高、加工成型方便、彈性優(yōu)良、耐化學腐蝕和耐候性好等特點，已逐步取代木材及金屬合金，廣泛應(yīng)用于航空航天、汽車、電子電氣、建筑、健身器材等領(lǐng)域，在近幾年更是得到了飛速發(fā)展。復合材料的研究深度和應(yīng)用廣度及其生產(chǎn)發(fā)展的速度和規(guī)模，已成為衡量一個國家科學技術(shù)先進水平的重要標志之一。復合材料行業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈上游為增強體高性能纖維及基體;中游為碳纖/樹脂復合、碳/碳復合、玻纖/樹脂復合、芳綸/樹脂等典型復合材料;下游應(yīng)用領(lǐng)域廣泛，包括航空航天、體育器材、建筑、汽車等行業(yè)。

復合材料使用的歷史可以追溯到古代。從古至今沿用的稻草或麥秸增強粘土和已使用上百年的鋼筋混凝土均由兩種材料復合而成。20世紀40年代，因航空工業(yè)的需要，發(fā)展了玻璃纖維增強塑料(俗稱玻璃鋼)，從此出現(xiàn)了復合材料這一名稱。50年代以后，陸續(xù)發(fā)展了碳纖維、石墨纖維和硼纖維等高強度和高模量纖維。70年代出現(xiàn)了芳綸纖維和碳化硅纖維。這些高強度、高模量纖維能與合成樹脂、碳、石墨、陶瓷、橡膠等非金屬基體或鋁、鎂、鈦等金屬基體復合，構(gòu)成各具特色的復合材料。

復合材料行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀及市場規(guī)模分析

復合材料也可分為常用和先進兩類。常用復合材料如玻璃鋼，便是用玻璃纖維等性能較低的增強體與普通高聚物(樹脂)構(gòu)成。由于它的價格低廉，得以大量發(fā)展，已廣泛用于船舶、車輛、化工管道和貯罐、建筑結(jié)構(gòu)、體育用品等方面。先進復合材料指用高性能增強體如碳纖維、芳綸等于高性能耐熱高聚物構(gòu)成的復合材料，后來又把金屬基、陶瓷基和碳(石墨)基以及功能復合材料包括在內(nèi)。它們的性能雖然優(yōu)良，但價格相對較高，主要用于國防工業(yè)、航空航天、精密機械、深潛器、機器人結(jié)構(gòu)件和高檔體育用品等。

復合材料的基體材料分為金屬和非金屬兩大類。金屬基體常用的有鋁、鎂、銅、鈦及其合金。非金屬基體主要有合成樹脂、橡膠、陶瓷、石墨、碳等。增強材料主要有玻璃纖維、碳纖維、硼纖維、芳綸纖維、碳化硅纖維、石棉纖維、晶須、金屬?，F(xiàn)代高科技的發(fā)展離不開復合材料，復合材料對現(xiàn)代科學技術(shù)的發(fā)展，有著十分重要的作用。復合材料的研究深度和應(yīng)用廣度及其生產(chǎn)發(fā)展的速度和規(guī)模，已成為衡量一個國家科學技術(shù)先進水平的重要標志之一。進入21世紀以來，全球復合材料市場快速增長，亞洲尤其中國市場增長較快。

從下游端看，目前我國復合材料行業(yè)主要應(yīng)用于航空航天復合材料和風力發(fā)電復合材料，2021年的應(yīng)用占比分別為25.04%和15%。由于復合材料行業(yè)具有技術(shù)密集性高、研發(fā)投入高、產(chǎn)品附加值高、應(yīng)用范圍廣等特點，已成為衡量一個國家國力與科技發(fā)展水平的重要指標。近年來全球復合材料市場規(guī)模持續(xù)增長，2021年全球復合材料市場規(guī)模約為775.5億美元，同比增長4.8%。

根據(jù)中研普華產(chǎn)業(yè)研究院發(fā)布的《2023-2028年中國復合材料行業(yè)深度調(diào)研與發(fā)展趨勢預(yù)測研究報告》顯示：

現(xiàn)階段，我國玻璃鋼、復合材料行業(yè)面臨一個新的大發(fā)展時期，如城市化進程中大規(guī)模的市政建設(shè)、新能源的利用和大規(guī)模開發(fā)、環(huán)境保護政策的出臺、汽車工業(yè)的發(fā)展、大規(guī)模的鐵路建設(shè)、大飛機項目等。在巨大的市場需求牽引下，復合材料產(chǎn)業(yè)的發(fā)展將有很廣闊的發(fā)展空間。

隨著高性能、低成本的增強材料，功能性、強韌性和工藝優(yōu)異的基體材料的研發(fā)和應(yīng)用，材料、結(jié)構(gòu)一體化設(shè)計理念的逐步深入，中國復合材料制造技術(shù)不斷進步，工藝水平不斷提升，行業(yè)朝著高、精、尖方向不斷發(fā)展。但仍然存在很多問題，中低檔制品居多、勞動密集型為主、技術(shù)自主創(chuàng)新能力不足，新商品與新技術(shù)開發(fā)力度不夠、高端種類短缺、生產(chǎn)設(shè)備與工藝技術(shù)均與國外有很大的差距等短板，依舊嚴重制約了中國復合材料行業(yè)的發(fā)展。如碳纖維開發(fā)已成為中國國內(nèi)碳纖維復合材料發(fā)展的瓶頸，形成了進口碳纖維、國內(nèi)深加工的受制約格局。為追趕世界碳纖維發(fā)展步伐，全國目前有30多家企業(yè)在展開研發(fā)和應(yīng)用，并形成了大連、威海、連云港、哈爾濱、宜興、東莞、寧波、北京、上海等碳纖維加工和制造基地。

復合材料行業(yè)未來發(fā)展趨勢預(yù)測

根據(jù)Markets and markets數(shù)據(jù)顯示，2021年全球復合材料市場規(guī)模為880億美元，預(yù)計2026年能夠到達1,263億美元，年復合增長率7.5%。以增強材料劃分，Markets and markets數(shù)據(jù)顯示，碳纖維復合材料市場將以12.4%的年復合增長率從2020年的175億美元增長至2025年315億美元。其中，玻璃纖維復合材料仍占有最大的市場份額，2020年市場規(guī)模估計為460億美元，2020-2027年間復合增長率為5.3%，預(yù)計2025年將達到600億美元。

從全球來看，復合材料在交通運輸領(lǐng)域需求較大，以及工業(yè)設(shè)備領(lǐng)域，分別占據(jù)24%和26%的需求量;而國內(nèi)的復合材料目前主要集中于建筑與結(jié)構(gòu)領(lǐng)域，作為主力的交通運輸及工業(yè)設(shè)備領(lǐng)域發(fā)展空間巨大。隨著國民經(jīng)濟的高速發(fā)展，經(jīng)濟結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)變，新能源、環(huán)保、高端裝備制造等其他新興產(chǎn)業(yè)的加快發(fā)展，國內(nèi)高性能纖維復合材料需求將日漸強勁。其中交通運輸、工業(yè)設(shè)備發(fā)展推動高分子復合材料增長潛力很大，從子行業(yè)應(yīng)用看，航天航空、汽車、風電等行業(yè)需求增長力度較強。

在陶瓷基復合材料中，先進陶瓷成分的加入，使其應(yīng)用范圍超越了很多常規(guī)材料，并展現(xiàn)出更加優(yōu)異的綜合性能。目前，陶瓷基復合材料被用于航空航天和國防、交通、能源、電氣和電子以及醫(yī)療等行業(yè)。根據(jù)研究機構(gòu)ResearchAndMarkets的報告，全球陶瓷基復合材料市場預(yù)計將從2021年的113.5億美元增長到2022年的122.6億美元，復合年增長率為8.05%。預(yù)計該市場將在2026年增長到171.5億美元，復合年增長率為8.75%。

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