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陶瓷基复合材料
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市场洞察;从实验室到深空,陶瓷基复合材料加速商业化落地
头豹研究院· 2025-08-26 12:35
行业投资评级 - 报告未明确提及行业投资评级 [1] 核心观点 - 陶瓷基复合材料(CMC)是先进无机非金属材料 具有高强度 高硬度 耐高温 轻量化和抗氧化等特性 其服役温度可提升至1 150-2 000℃ 较高温合金显著提高 且部件减重达30%至50% [2][3] - CMC产业链上游专利占比53% 聚焦增强体纤维 晶须及基体材料研发 中游专利占比38% 核心工艺包括化学气相渗透法 反应熔融渗透法等 下游应用涵盖航空发动机 刹车系统 核能等领域 [8][9][10] - CMC在航空发动机应用可提高工作温度潜力400-500℃ 减重50%-70% 燃油消耗降低10%-20% 功率提高30%以上 全球市场规模预计2026年达75 1亿美元 [22][23][29] 材料特性与构成 - CMC由增强体 基体和界面层组成 增强体包括碳纤维 碳化硅纤维等 基体涵盖碳化物 氮化物等非氧化物陶瓷 界面层采用热解碳或氮化硼等 [4][6] - 材料性能优势包括:强度与硬度高于金属 耐磨性适应恶劣环境 抗氧化性降低热防护涂层成本 [3] 产业链竞争力 - 上游原料研发热点为碳 碳化硅 氧化铝等 中游工艺以美国 日本 法国 德国为主导 中国通过火炬电子 西安鑫垚等企业加速布局 [8][9] - 下游热门应用领域包括涡轮发动机 刹车制动系统(如C/SiC刹车盘) 燃烧炉及核能组件 [10][12][17] 应用领域与前景 - 航空航天领域:CMC支持推重比10倍以上发动机 使用温度达1 650℃ 密度为高温合金70% 应用于热端部件如涡轮叶片 燃烧室等 [16][22][23] - 交通领域:C/SiC刹车盘用于高端车型如布加迪 奥迪A8 轻量化需求推动市场发展 预计2030年汽车轻质材料使用率从30%增至70% [17] - 能源与工业:适应核聚变高温辐照环境 作为石油化工耐腐蚀结构件 并在垃圾焚烧 过滤等领域应用 [16][18] 商业化进展 - 航空应用遵循从静子到转子 低温到高温路径 短期目标为尾喷管 火焰稳定器 中期目标为燃烧室 远期目标为高压涡轮叶片 [27][29][31] - 法国CERASEP系列CMC已应用于阵风战斗机发动机 美国通用电气LEAP-X发动机采用CMC涡轮导向叶片 2015年CMC尾喷口实现商业飞行 [28][29]
刹车全球第一,航发紧追不舍!陶瓷基复材的黄金十年开启(附报告)
材料汇· 2025-08-02 15:09
陶瓷基复合材料(CMC)核心观点 - 陶瓷基复合材料(CMC)具有耐高温、低密度、高比强、高比模、抗氧化和抗烧蚀等优异性能,可广泛应用于航空航天、核电、汽车等领域,市场空间广阔[2][17] - 我国在刹车、飞行器防热领域领跑,但在航空发动机领域还较为落后,2024年我国航发产业对CMC的需求或已出现拐点[2][10] - CMC产业链上游原材料在应用验证阶段需求较大,进入批产阶段后中游CMC零部件制造企业有望迎来高速发展期[2] CMC材料特性与研究热点 - CMC主要由陶瓷基体、纤维以及界面层组成,按照基体不同分为氧化物基和非氧化物基两大类,非氧化物基耐高温能力更强[3][19] - SiCf/SiC是近年研究热点,相比Cf/SiC具有更好的抗氧化性和更长寿命[3][20] - CMC被美国国防部列为重点发展的20项关键技术之首,具有接替金属作为新一代高温结构材料的潜力[17] CMC应用领域与市场前景 - 航空发动机领域:SiCf/SiC可实现耐高温、抗氧化、轻量化、长寿命,是热端理想材料,已批量应用于热端静止件[4][23][26] - 核能领域:SiCf/SiC成为反应堆包层第一壁、流道插件等理想候选材料,有望取代锆合金作为水堆燃料元件包壳材料[4][41] - 航天领域:Cf/SiC已成熟应用于飞行器防热、卫星反射镜等,可解决高超声速飞行器的防热需求和减重需求[4][45][46] - 刹车材料:Cf/SiC是新一代高性能刹车材料首选,已批量应用于汽车和飞机,我国飞机碳陶刹车盘技术世界领先[4][52][55] - 全球市场:2022年全球CMC市场规模119亿美元,预计以10.5%的CAGR增长,2028年达216亿美元,CMC-SiC占比最高[5][60] CMC制备工艺与产业链 - CMC制备工艺复杂,主要分为纤维制备、预制体编织、界面层制备、基体制备和增密等步骤,GE的MI工艺已进入产业化阶段[6][7][112] - SiC纤维成本占CMC成品成本的50%以上,第三代SiC纤维性能最优但价格昂贵[6][67][72] - GE已建成垂直整合的CMC供应链,包括SiC纤维、预浸料和CMC部件生产,预计CMC部件产量未来10年增长10倍[7][112][116] - 我国已建成相对完善的CMC产业链,第二代SiC纤维已产业化,第三代实现技术突破,但生产规模与国外仍有差距[8][119] 国内主要企业布局 - 火炬电子:背靠厦门大学,布局PCS、碳化硅纤维、氮化硅纤维,向下游CMC延伸[14] - 苏州赛菲:依托国防科大,实现第一代碳化硅纤维量产[14] - 华秦科技:与上硅所合作,瞄准航发CMC产业化[14] - 金博股份:长纤维碳陶制动盘已批产,价格显著低于国外产品[14] - 天宜上佳:碳陶制动盘面向新能源车、高端乘用车等[14]
航发CMC拐点已至!百亿赛道爆发,这几家龙头率先受益
材料汇· 2025-07-28 15:57
陶瓷基复合材料(CMC)核心观点 - 陶瓷基复合材料具有耐高温、低密度、高比强、高比模、抗氧化和抗烧蚀等优异性能,可广泛应用于航空航天、核电、汽车等领域 [2][19] - 全球CMC市场规模高速增长,2022年为119亿美元,预计以10.5%的CAGR增长,2028年达到216亿美元,其中CMC-SiC占比最高 [5][63] - 我国在刹车、飞行器防热领域领跑,但在航空发动机领域较为落后,2024年航发产业对CMC需求或已出现拐点 [2][10] CMC材料特性与研究热点 - CMC主要由陶瓷基体、纤维及界面层组成,分为氧化物基和非氧化物基两大类,非氧化物基耐温能力更强 [3][22] - SiCf/SiC是近年研究热点,相比Cf/SiC具有更好的抗氧化性和更长寿命 [3][23] - CMC被美国国防部列为重点发展的20项关键技术之首,具有接替金属作为新一代高温结构材料的潜力 [19] CMC应用领域与市场前景 航空航天领域 - SiCf/SiC是航空发动机热端理想材料,已批量应用于热端静止件,转动件应用正在探索中 [4][32] - GE已将SiCf/SiC批量应用于LEAP、GE9X和GE3000发动机,显著降低冷气消耗量和发动机重量 [40] - Cf/SiC在航天领域应用成熟,主要用于飞行器防热及卫星反射镜,可解决高超声速飞行器防热和减重需求 [48][49] 其他领域 - 核能领域:SiCf/SiC成为反应堆包层第一壁、流道插件等理想候选材料,有望取代锆合金 [44] - 刹车材料:Cf/SiC是新一代高性能刹车材料首选,已批量用于汽车和飞机,我国飞机碳陶刹车盘技术世界领先 [55][58] - 导弹天线罩:连续Si3N4纤维有望替代石英纤维,制备新一代高马赫数导弹天线罩 [62] CMC制备工艺与技术壁垒 - CMC制备工艺复杂,分为纤维制备、预制体编织、界面层制备、基体制备和增密等步骤 [6][67] - SiC纤维成本占CMC成品50%以上,第三代SiC纤维性能最优但价格高达5000-13000美元/kg [70][76] - 主流制备工艺包括CVI、MI和PIP,各有优缺点,GE采用预浸料熔渗法已实现产业化 [7][90] - GE已建成垂直整合的CMC供应链,每年可生产20吨CMC预浸料、10吨SiC纤维和超5万个CMC部件 [115] 我国CMC产业链现状 - 已建成相对完善的CMC产业链,第二代SiC纤维实现产业化,第三代取得技术突破 [8][122] - 在Cf/SiC方面企业较多,但SiCf/SiC方面企业数量少、规模小、产业链薄弱 [11] - 多家企业布局CMC领域,如火炬电子、苏州赛菲、华秦科技等,涉及纤维、预制体、刹车盘等环节 [15]
季报板块业绩结构性回暖,关注订单基本面触底回升
中信建投· 2025-05-18 15:15
报告行业投资评级 未提及 报告的核心观点 - 2024年军工板块营收增1.16%,船舶、航发、航空营收正增长,归母净利润下滑;2025年一季度部分板块回暖,行业业绩有望触底回升 [1][2] - 军工行业进入新一轮周期,呈现结构性增长,建议围绕传统军工、新域新质、改革出海三条主线配置 [2][44] 根据相关目录分别进行总结 一、核心观点 1.1 2024年年报回顾 - 162家重点公司营收7649.03亿元,同比升1.16%,船舶、航发、航空营收正增长,地面兵装等板块下降 [10] - 归母净利润266.55亿元,同比降38.01%,仅船舶板块正增长 [12] - 毛利率从19.8%降至17.7%,净利率从5.69%降至3.48%,产业链各环节毛利率均降 [14] - 四费费用率总体降0.09个百分点,研发投入增,财务费用率升,销售费用率降,管理费用率持平 [20] - 应收账款和存货增加,经营净现金流下降,合同负债小幅增加 [23][24] 1.2 25年一季度回顾 - 162家重点公司营收1538.94亿元,同比升2.35%,地面兵装、船舶等板块营收正增长,商业航天承压 [29] - 归母净利润73.10亿元,同比降7.80%,船舶、地面兵装、航天(弹)利润正增长 [32] - 毛利率从18.9%降至18.6%,净利率从5.27%降至4.75%,产业链各环节毛利率涨跌不一 [34] - 多家公司发布订单公告,关联交易预计增加,军工板块基本面加速回暖 [38] 1.3 估值回暖叠加周期重启 - 军工行业处业绩预期到兑现转折点,2025年进入业绩兑现阶段,板块结构性分化或更明显 [43] - 中证军工板块PE为102.68倍,受印巴冲突和行业基本面改善催化上涨 [43][61] 1.4 投资策略 - 军工行业进入新一轮周期,由“量价齐升”过渡到“量增价稳”等阶段,建议围绕三条主线配置 [44] - 传统军工关注航发、船舶、航空航天产业;新域新质关注新式战争、新质生产力、新技术相关行业;改革出海关注有资产整合预期和军贸市场竞争力的公司 [2][44] 二、每周板块数据回顾 2.1 板块指数 - 本周上证综指涨0.76%,中证军工指数跌1.00%,跑输大盘1.76个百分点 [53] - 本月上证综指涨1.40%,中证军工指数涨3.24%,跑赢大盘1.84个百分点 [53] - 本年上证综指涨0.47%,中证军工指数跌0.27%,跑输大盘0.74个百分点 [53] 2.2 个股表现 - 上周利君股份等个股涨幅居前;月表现利君股份等居前;年表现航天南湖等居前 [56] 2.3 板块估值 - 军工板块整体估值102.68倍,受印巴冲突和行业基本面改善催化上涨 [61] 2.4 新股跟踪 - 列出兴图新科等多家新股的主营业务、总市值、最新收盘价和一周涨跌情况 [64] 2.5 全军武器装备采购信息网需求跟踪 - 展示全军装备采购信息网招标公告和采购需求数量统计图表 [71][73] 2.6 重点公司盈利预测与估值 - 给出航发动力等多家重点公司的总市值、归母净利润预测和PE估值 [76] 2.7 军工基金复盘 - 列出富国中证军工等多只军工基金的单位净值、基金份额、年初至今份额变化、近一周涨跌和今年以来收益率 [80] 三、投资策略 宏观大势 - 国际局势复杂,中美战略竞争或强化,国防军费将长期稳健增长,2025年国防支出增7.2% [81] 传统军工 - 船舶行业水面舰艇放量,水下装备待发;航发行业产品谱系丰富,产能质量突破;航空航天增长稳健 [82][83][84] 新域新质 - 新式战争无人化智能化趋势明显,低成本弹药和智能化底座发展前景好 [85] - 新质生产力商业航天、低空经济、大飞机市场空间大 [86][87][88] - 新技术MEMS器件、3D打印、陶瓷基复合材料发展良好 [89][90][91] 改革出海 - 军贸出海市占率有望提升;军工国改聚焦资产整合与重点领域控制 [92][93] 四、细分赛道行业动态 4.1 商业航天板块 - 我国成功发射全球首个太空计算卫星星座、朱雀二号改进型遥二运载火箭和通信技术试验卫星十九号 [95][96][97] - 美国太空军斥资1760万美元打造“联合天线市场”,还将采购新相控阵卫星天线 [98] 4.2 低空经济 - 2024年我国通用航空持续增长 [99]