碳基复材首入五年规划,千亿产业起飞在即,产业链上深度解析
本文完工于2021年8月25日
前言:今天工信部将碳基材料纳入“十四五”原材料工业相关发展规划的消息点燃了市场,有乡亲希望我能梳理下,正好我也是在做新材料相关的内容,安排!
本篇目录
1.事件背景
2.认识碳基复合材料和碳化硅复合材料
3.碳化硅材料和碳化硅复合材料
4.市场前景
5.产业链
6.相关上市公司
PS:重点内容加粗显示,方便加快阅读
一,事件背景
8月24日消息,工信部答复政协十三届全国委员会第四次会议第1095号提案称 ,下一步,将以重大关键技术突破和创新应用需求为主攻方向,进一步强化产业政策引导,将碳基材料纳入“十四五”原材料工业相关发展规划,并将碳化硅复合材料、碳基复合材料等纳入“十四五”产业科技创新相关发展规划,以全面突破关键核心技术,攻克“卡脖子”品种,提高碳基新材料等产品质量,推进产业基础高级化、产业链现代化。
其中明确提到了碳化硅,碳基复合材料两种材料, 今天就来详细说说。
二,认识碳基复合材料和碳化硅复合材料
先进碳基复合材料是指以碳纤维为增强体,以碳或碳化硅等为基体,以化学气相沉积或浸渍等工艺形成的复合材料。所以碳化硅复合材料和碳基复合材料的区别就在于以碳化硅为基体还是以碳为基体,而两者的共同点都是一种增强型碳纤维。先进碳基复合材料主要包括碳/碳复合材料产品(碳纤维增强基体碳)、碳/陶复合材料产品(碳纤维增强碳化硅)等。
所以在下文中,主要介绍碳基复合材料市场的情况。
三,碳化硅材料和碳化硅复合材料
在介绍之前,还有一个概念要梳理,我看有些媒体把碳化硅复合材料等同于碳化硅材料,这是错误的。
碳化硅材料是一种半导体材料,以碳化硅(SiC)为代表的第三代半导体材料具有更宽的禁带宽度,这使得碳化硅具有数倍于硅的击穿电场的性能,所以成为制备高压及高频器件新的衬底材料。简单说,碳化硅在部分领域内可以替代硅作为半导体原材料,而碳化硅复合材料本质上是碳纤维,虽然也可以用在半导体领域,但不是作为衬底材料,主要作为半导体单晶炉热场部件使用。
四,市场前景
1.碳基复合材料
碳/碳复合材料是由碳纤维及其织物增强碳基体所形成的高性能复合材料。该材料具有比重轻、热膨胀系数低、耐高温、耐腐蚀、摩擦系数稳定的特点。碳碳复合材料在航空航天、兵器及民用领域有良好的应用前景,已用于战略导弹端头、空天飞行器头推、机翼前缘、热结构舱段、导弹发动机燃烧室、扩张段、飞机制动盘、喷管等。在民用领域,高温炉发热体、生长单晶炉坩埚、高温紧固件等已实现应用。
2017 年到 2020 年,全球碳/碳复合材料产能增长迅速,到 2020 年已达到 5000 吨。其中,中国的碳碳复合材料产能占据重要地位。2020 年,中国产能达到 3000 吨,占全球总产能的 60%。而全球对碳碳复材纤维的需求也呈现出稳定增长的状态,2020 年达到 5000 吨。未来随着国内碳纤维需求的不断增长,预计 2025 年全球碳碳复材纤维需求将达到 18565 吨。
2.碳化硅复合材料
碳/陶复合材料通过先驱体转化法、化学气相沉积法、反应溶体浸渗法 等制备方法,将碳化硅填充到碳纤维预制体中或填充、涂覆在碳/碳复合材料的孔隙或表面。所以从生产工艺上看,碳化硅复合材料是更高级的碳基复合材料。
在航空航天领域,碳/陶复合材料主要应用于发动机的热端部件,包括尾喷管部位、燃烧室、加力燃烧室、涡轮外环、导向叶片、转子叶片等。这些部件对高温材料的性能要求很高。20世纪80年代初期,由于航空航天领域的迅速发展,对发动机喷管部位的高温材料的性能提出了更高要求,而碳/陶复合材料,提升了发动机的燃烧效率和耐久性。
总的来说,碳化硅复合材料经过几十年的研究和发展,其制备方法和性能已经得到了较大的改进和提升,碳化硅复合材料的应用逐渐从航天航空和军工领域拓展到民用工业领域,前景广阔。
五,产业链
从上图可以看出,碳纤维是基础,所以如果碳化硅复合材料和碳基复合材料大力发展,必然继续带动上游碳纤维的需求,另一方面,碳化硅材料商也会受益,当然制造这两种增强型复合材料的企业是最受益的。
六,相关上市公司
1.碳基复合材料
金博股份:公司自设立以来,专注先进碳基复合材料及产品领域,持续进行技术研发和产品开发工作。公司在行业内具有权威地位,是行业标准起草者。
特变电工:具有创新能力的研发队伍,公司自成立以来,以先进碳基复合材料低成本制备关键技术为目标
2.碳纤维
光威复材、金发科技、博云新材、海源复材、精工科技、楚江新材
3.碳化硅
三安光电、国星光电、斯达半导、温州宏丰、露笑科技、麦格米特
后记
以上是我自己研究的方向和思路,也就是和大家一起分享下。
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