“十四五”復(fù)合材料產(chǎn)業(yè)鏈及未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)

• 侯賀 2024年5月16日 來(lái)源：互聯(lián)網(wǎng) 514 28
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復(fù)合材料行業(yè)的技術(shù)水平不斷提高，相關(guān)專利數(shù)量逐年快速增加，標(biāo)準(zhǔn)體系不斷完善。多功能化的復(fù)合材料不僅具有傳統(tǒng)材料的性能，還具有自修復(fù)、自感應(yīng)、自適應(yīng)等其他功能，這使得復(fù)合材料的應(yīng)用領(lǐng)域更加廣泛。

一、復(fù)合材料相關(guān)技術(shù)發(fā)展

熱噴涂技術(shù)的改進(jìn)：針對(duì)熱噴涂ZrC-SiC涂層體系易分解且涂層孔隙率較高的問(wèn)題，西北工業(yè)大學(xué)李賀軍院士團(tuán)隊(duì)提出了一種新的設(shè)計(jì)理念。他們通過(guò)在ZrC-SiHfOC造粒粉末表面包覆MoSi2保護(hù)層形成核殼結(jié)構(gòu)粉末，有效減少了熱噴涂過(guò)程中SiC的分解。這種改進(jìn)后的涂層在抗燒蝕性能方面表現(xiàn)出色，為復(fù)合材料在極端環(huán)境下的應(yīng)用提供了新的可能性。

樹(shù)脂基復(fù)合材料的創(chuàng)新應(yīng)用：樹(shù)脂基復(fù)合材料在結(jié)構(gòu)性施工中得到了廣泛應(yīng)用，并且在功能應(yīng)用領(lǐng)域也展現(xiàn)出巨大的潛力。例如，融合吸波技術(shù)的樹(shù)脂基復(fù)合材料能夠有效增加材料的性能，使其具有寬頻特征和透波性。這種復(fù)合材料在天線罩施工中具有優(yōu)異的熱量傳導(dǎo)性能，能夠提高雷達(dá)天線罩的功率。此外，樹(shù)脂基復(fù)合材料還具有一定的耐高溫性和保溫性，在建筑領(lǐng)域中也具有廣闊的應(yīng)用前景。

石墨烯復(fù)合材料的發(fā)展：石墨烯復(fù)合材料因其獨(dú)特的物理和化學(xué)性質(zhì)而受到廣泛關(guān)注?；诂F(xiàn)階段石墨烯復(fù)合材料的應(yīng)用現(xiàn)狀，未來(lái)發(fā)展方向?qū)⒕劢褂跓o(wú)機(jī)復(fù)合材料的研發(fā)。這種復(fù)合材料在導(dǎo)電、導(dǎo)熱、強(qiáng)度等方面具有顯著優(yōu)勢(shì)，有望在新能源、電子信息、航空航天等領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)廣泛應(yīng)用。

二、復(fù)合材料產(chǎn)業(yè)鏈分析

復(fù)合材料產(chǎn)業(yè)鏈上游主要涉及增強(qiáng)材料和基體材料兩大領(lǐng)域。

在增強(qiáng)材料方面，碳纖維、玻璃纖維等高性能纖維是主要的組成部分。這些高性能纖維具有優(yōu)異的力學(xué)性能和化學(xué)穩(wěn)定性，能夠?yàn)閺?fù)合材料提供強(qiáng)大的增強(qiáng)效果。代表性企業(yè)有吉林化纖、中國(guó)巨石等。

在基體材料方面，樹(shù)脂、金屬等是常見(jiàn)的基體材料。樹(shù)脂基復(fù)合材料因其輕質(zhì)、高強(qiáng)、耐腐蝕等特性，在航空航天、汽車、建筑等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。金屬基復(fù)合材料則以其高強(qiáng)度、高模量、耐高溫等特性，在航空航天、軍事裝備等領(lǐng)域占據(jù)重要地位。代表性企業(yè)有焦作萬(wàn)方、常鋁股份、北方銅業(yè)、云海金屬和寶鈦股份等。

圖表：復(fù)合材料產(chǎn)業(yè)鏈結(jié)構(gòu)

資料來(lái)源：深圳市中研普華產(chǎn)業(yè)研究院

在復(fù)合材料產(chǎn)業(yè)鏈中游，根據(jù)不同的基體材料，復(fù)合材料可以分為樹(shù)脂基復(fù)合材料、陶瓷基復(fù)合材料、金屬基復(fù)合材料、水泥基復(fù)合材料和碳基復(fù)合材料等。這些復(fù)合材料因其獨(dú)特的性能和用途，在航空航天、汽車、建筑、風(fēng)電、體育用品等多個(gè)領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。代表性企業(yè)包括光威復(fù)材、中國(guó)巨石、泰和新材、金發(fā)科技等。這些企業(yè)通過(guò)不斷的技術(shù)創(chuàng)新和產(chǎn)品升級(jí)，推動(dòng)著復(fù)合材料產(chǎn)業(yè)的發(fā)展和進(jìn)步。

航空航天領(lǐng)域：復(fù)合材料在航空航天領(lǐng)域的應(yīng)用十分廣泛，包括飛機(jī)機(jī)身、機(jī)翼、發(fā)動(dòng)機(jī)部件、直升機(jī)旋翼、衛(wèi)星結(jié)構(gòu)等。由于復(fù)合材料具有輕質(zhì)、高強(qiáng)、耐腐蝕等特性，能夠滿足航空航天領(lǐng)域?qū)Σ牧闲阅艿母咭蟆?/p>

汽車工業(yè)：在汽車工業(yè)中，復(fù)合材料被用于制造車身、底盤(pán)、發(fā)動(dòng)機(jī)罩、座椅、內(nèi)飾等部件。復(fù)合材料的使用不僅可以減輕汽車重量，提高燃油效率，還可以改善車輛的操控性和安全性。

建筑工程：在建筑工程中，復(fù)合材料被用于制造建筑材料、結(jié)構(gòu)件、裝飾材料等。例如，碳纖維復(fù)合材料可以用于加固橋梁、建筑物等結(jié)構(gòu)，提高其承載能力和耐久性。

體育用品：在體育用品領(lǐng)域，復(fù)合材料被用于制造高爾夫球桿、網(wǎng)球拍、自行車車架、滑雪板等。這些產(chǎn)品利用復(fù)合材料的輕質(zhì)、高強(qiáng)、抗沖擊等特性，為運(yùn)動(dòng)員提供更好的性能和體驗(yàn)。

能源領(lǐng)域：在能源領(lǐng)域，復(fù)合材料被用于制造風(fēng)力發(fā)電葉片、太陽(yáng)能板支架等。這些產(chǎn)品利用復(fù)合材料的耐腐蝕、抗疲勞等特性，能夠在惡劣的環(huán)境條件下長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行。

其他領(lǐng)域：除了以上幾個(gè)主要領(lǐng)域外，復(fù)合材料還在電子電氣、船舶制造、醫(yī)療器械等領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。例如，在電子電氣領(lǐng)域，復(fù)合材料被用于制造散熱器、絕緣材料等;在船舶制造領(lǐng)域，復(fù)合材料被用于制造船體、船板等部件;在醫(yī)療器械領(lǐng)域，復(fù)合材料被用于制造人工骨骼、牙齒等醫(yī)療用品。

三、復(fù)合材料未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)

技術(shù)創(chuàng)新：隨著科技的不斷進(jìn)步，新型復(fù)合材料的研發(fā)將成為未來(lái)的重要方向。例如，納米復(fù)合材料、生物基復(fù)合材料等新型復(fù)合材料將可能在環(huán)保、生物醫(yī)藥等領(lǐng)域發(fā)揮重要作用。這些新型復(fù)合材料將具有更優(yōu)異的性能，滿足更廣泛的應(yīng)用需求。

輕量化：隨著環(huán)保意識(shí)的不斷提高，輕量化成為了復(fù)合材料發(fā)展的重要方向。復(fù)合材料以其高比強(qiáng)度、高比模量、較輕的質(zhì)量等優(yōu)點(diǎn)，在汽車、航空航天等領(lǐng)域的應(yīng)用將越來(lái)越廣泛。未來(lái)，輕量化復(fù)合材料的研究和應(yīng)用將更加深入，以滿足節(jié)能減排的需求。

智能化：隨著人工智能技術(shù)的不斷發(fā)展，智能化的復(fù)合材料也成為了發(fā)展的趨勢(shì)。智能化的復(fù)合材料將具有更高的性能、更好的可靠性和更長(zhǎng)的使用壽命，能夠滿足更復(fù)雜、更嚴(yán)格的應(yīng)用要求。例如，智能復(fù)合材料可以通過(guò)傳感器和控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)自監(jiān)測(cè)、自修復(fù)等功能，提高材料的可靠性和使用壽命。

可持續(xù)發(fā)展：可持續(xù)發(fā)展是未來(lái)復(fù)合材料發(fā)展的重要方向?？沙掷m(xù)發(fā)展的復(fù)合材料需要具有可再生性、可降解性等特點(diǎn)，以減少對(duì)環(huán)境的影響。未來(lái)，隨著環(huán)保意識(shí)的不斷提高，可持續(xù)發(fā)展的復(fù)合材料將在包裝、建筑等領(lǐng)域得到更廣泛的應(yīng)用。

高性能：隨著科技的不斷發(fā)展，高性能的復(fù)合材料也成為了發(fā)展的趨勢(shì)。高性能的復(fù)合材料具有更高的強(qiáng)度、更高的剛度和更高的耐熱性等特點(diǎn)，能夠滿足更高的應(yīng)用要求。例如，在航空航天領(lǐng)域，高性能的復(fù)合材料將用于制造更加先進(jìn)、更加安全的飛機(jī)和航天器。

數(shù)字化：隨著數(shù)字化技術(shù)的不斷發(fā)展，數(shù)字化的復(fù)合材料也將成為未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)。數(shù)字化的復(fù)合材料將利用數(shù)字化技術(shù)進(jìn)行設(shè)計(jì)和制造，以提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量。同時(shí)，數(shù)字化的復(fù)合材料還將通過(guò)數(shù)據(jù)分析和優(yōu)化來(lái)實(shí)現(xiàn)更精確的性能預(yù)測(cè)和更優(yōu)化的設(shè)計(jì)。

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