自20世紀(jì)70年代后，航空工業(yè)中復(fù)合材料的使用量正在不斷地增加。制造飛機(jī)結(jié)構(gòu)的傳統(tǒng)材料包括鋁、鋼和鈦。復(fù)合材料的主要好處是減輕的重量和較簡(jiǎn)單的裝配。性能優(yōu)勢(shì)和減輕飛機(jī)結(jié)構(gòu)重量是軍用飛機(jī)復(fù)合材料發(fā)展的主要推動(dòng)力。雖然商用飛機(jī)正日漸關(guān)注燃油經(jīng)濟(jì)性，但是復(fù)合材料發(fā)展的主要推動(dòng)力是不斷減少生產(chǎn)和維護(hù)成本。復(fù)合材料也用于替換老舊飛機(jī)上的金屬部件。

材料工業(yè)是國(guó)民經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)，新材料是材料工業(yè)發(fā)展的先導(dǎo)，是重要的戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)。“十三五”時(shí)期，是我國(guó)材料工業(yè)由大變強(qiáng)的關(guān)健時(shí)期，加快培育和發(fā)展新材料產(chǎn)業(yè)，對(duì)于引領(lǐng)材料工業(yè)升級(jí)換代，支撐戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展，保障國(guó)家重大工程建設(shè)，促進(jìn)傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)，構(gòu)建國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)新優(yōu)勢(shì)具有重要的戰(zhàn)略意義。新材料產(chǎn)業(yè)規(guī)模近5年復(fù)合增速達(dá)25%，自2010年新材料被國(guó)家提升到戰(zhàn)略重要地位之后，中國(guó)新材料產(chǎn)業(yè)規(guī)模一直保持穩(wěn)步增長(zhǎng)由2010年的6，500億上升到2017年的3.14萬(wàn)億元，年均復(fù)合增速約25%。在細(xì)分領(lǐng)域方面，特種金屬功能材料占比約為32%，高端金屬結(jié)構(gòu)材料占比約為19%，先進(jìn)高分子材料占比約為24%，新型無(wú)機(jī)非金屬材料占比約為13%，高性能纖維及復(fù)合材料占比約為9%，前沿新材料占比約為3%。

未來(lái)航空復(fù)合材料市場(chǎng)規(guī)模達(dá)到282.7億元

中國(guó)航空材料經(jīng)歷了引進(jìn)、仿制、改進(jìn)、改型和自行研制的發(fā)展歷程。到目前為止，我國(guó)已定型生產(chǎn)的航空用金屬、有機(jī)高分子材料、無(wú)機(jī)非金屬材料以及復(fù)合材料的牌號(hào)約2000余個(gè)；已建成具有一定規(guī)模的航空材料研究與生產(chǎn)基地，擁有生產(chǎn)航空產(chǎn)品所需各類(lèi)材料牌號(hào)、品種與規(guī)格的生產(chǎn)設(shè)備及檢測(cè)儀器?？傮w上看，我國(guó)目前已定型生產(chǎn)的航空材料(含類(lèi)別、牌號(hào)、品種與規(guī)格)及其相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)與規(guī)范，基本上能滿足第二代航空產(chǎn)品大批生產(chǎn)的需求。針對(duì)第三代航空產(chǎn)品所需關(guān)鍵材料，如熱強(qiáng)鈦合金、高強(qiáng)鋁合金、超高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼不銹鋼、樹(shù)脂基復(fù)合材料、單晶與粉末高溫合金等，從技術(shù)上看，已具備試用條件，但要轉(zhuǎn)化為在特定工況下使用的零部件，并體現(xiàn)出第三代航空產(chǎn)品的總體效能(技術(shù)與戰(zhàn)術(shù)性能、使用可靠性與壽命以及經(jīng)濟(jì)效益等)尚需做大量的工作。

我國(guó)目前正不斷加強(qiáng)對(duì)航空領(lǐng)域復(fù)合材料的重視，預(yù)計(jì)未來(lái)我國(guó)航空飛行器中復(fù)合材料的使用量會(huì)進(jìn)一步提高，我們假設(shè)中國(guó)飛機(jī)未來(lái)幾年復(fù)合材料的使用比例達(dá)到美國(guó)90年代水平，航空用復(fù)合材料制造損耗率為75-80%，由此我們估算2018-2023年中國(guó)航空復(fù)合材料市場(chǎng)規(guī)模年復(fù)合增速達(dá)9.5%，到2023年中國(guó)航空復(fù)合材料市場(chǎng)規(guī)模將達(dá)到282.7億元。

2020航空復(fù)合材料行業(yè)現(xiàn)狀及市場(chǎng)規(guī)模分析

航空復(fù)合材料的發(fā)展是研制生產(chǎn)航空產(chǎn)品的物質(zhì)保障，在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中占有重要地位，是我國(guó)從航空復(fù)合材料制造大國(guó)向航空復(fù)合材料制造強(qiáng)國(guó)轉(zhuǎn)變的最為關(guān)鍵的一環(huán)。航空復(fù)合材料的發(fā)展與航空技術(shù)關(guān)系極為密切，具有特殊性。航空產(chǎn)品特殊的工作環(huán)境對(duì)航空復(fù)合材料提出“輕質(zhì)高強(qiáng)、高溫耐蝕”的特殊要求。航空工業(yè)有一句口號(hào)叫做“為每一克減重而奮斗”，反映了減重對(duì)于航空產(chǎn)品的重大經(jīng)濟(jì)意義。而且材料減重對(duì)飛機(jī)減重的貢獻(xiàn)也越來(lái)越大，所以輕質(zhì)高強(qiáng)是航空復(fù)合材料必須滿足的首要性能要求。

目前我國(guó)航空復(fù)合材料行業(yè)主要廠商是中航高科旗下的中航復(fù)合材料有限公司。2010年，中航復(fù)合材料有限公司由中航工業(yè)和北京國(guó)資委共同出資設(shè)立。2015年，公司通過(guò)資產(chǎn)重組被注入中航高科。中航復(fù)材是我國(guó)航空復(fù)合材料行業(yè)的技術(shù)先鋒，是集復(fù)合材料研發(fā)、生產(chǎn)、銷(xiāo)售和服務(wù)于一體的專業(yè)化高科技公司，主要客戶為航空工業(yè)主機(jī)廠和零部件生產(chǎn)單位。

現(xiàn)階段，各領(lǐng)域?qū)?fù)合材料的應(yīng)用占比水平較高，促進(jìn)復(fù)合材料的整體規(guī)模不斷增加，而航空領(lǐng)域作為近年來(lái)產(chǎn)品應(yīng)用的重點(diǎn)方向，其市場(chǎng)規(guī)模不斷增加。數(shù)據(jù)顯示，2010-2018年，中國(guó)航空復(fù)合材料市場(chǎng)規(guī)模呈逐年上升態(tài)勢(shì)，到2018年，航空復(fù)合材料的市場(chǎng)規(guī)模達(dá)59.34億元，較2017年同比增加10.92%，2018年市場(chǎng)規(guī)模接近60億元。

基于當(dāng)前發(fā)展現(xiàn)狀，未來(lái)航空復(fù)合材料行業(yè)將呈現(xiàn)以下趨勢(shì)：首先，航空航天復(fù)合材料需求將持續(xù)上升，以B-787/A-380/A-350XWB為代表的新機(jī)種對(duì)碳纖維復(fù)合材料的需求將大幅增長(zhǎng)。中國(guó)未來(lái)20年需要新增6810架飛機(jī)，飛機(jī)數(shù)量的增加將帶動(dòng)航空航天復(fù)合材料需求的上升，航空復(fù)合材料行業(yè)將進(jìn)入新的發(fā)展時(shí)期。

航空復(fù)合材料行業(yè)主要產(chǎn)品分類(lèi)

按基體材料類(lèi)型分類(lèi)

按基體材料類(lèi)型可分為有機(jī)材料基、無(wú)機(jī)非金屬材料基和金屬基復(fù)合材料三大類(lèi)，按有機(jī)材料類(lèi)型又可分為樹(shù)脂基、橡膠基和木質(zhì)基；按樹(shù)脂種類(lèi)分又有熱固性樹(shù)脂基和熱塑性樹(shù)脂基；按無(wú)機(jī)非金屬材料類(lèi)型可以分為玻璃基、陶瓷基、水泥基和碳基；按陶瓷種類(lèi)分又有氧化鋁基、氧化鋯基、石英玻璃基等；按金屬種類(lèi)可以分為鋁基、銅基、鎂基和鈦基等。

按增強(qiáng)體類(lèi)型分類(lèi)

按增強(qiáng)體的幾何形狀可以分為顆粒增強(qiáng)型、纖維增強(qiáng)型和板狀復(fù)合材料三大類(lèi)；按顆粒尺寸的大小又可分為彌散增強(qiáng)型和顆粒增強(qiáng)型兩類(lèi);按增強(qiáng)纖維的長(zhǎng)度可以分為連續(xù)纖維增強(qiáng)型和非連續(xù)增強(qiáng)型兩大類(lèi);而按非連續(xù)纖維的長(zhǎng)短又有短纖維增強(qiáng)型和晶須增強(qiáng)型之分；按短纖維在復(fù)合材料中的排列方式又有隨機(jī)排列和定向排列之分；按纖維的種類(lèi)可以分為玻璃纖維增強(qiáng)、碳纖維增強(qiáng)、芳綸纖維增強(qiáng)、氧化鋁纖維增強(qiáng)、氧化鋯纖維增強(qiáng)、石英纖維增強(qiáng)、鈦酸鉀纖維增強(qiáng)和金屬絲增強(qiáng)等；而按金屬絲的種類(lèi)又可分為鎢絲、鋁絲、不銹鋼絲等；按層壓板增強(qiáng)材料的不同可以分為紙纖維層壓板、布纖維層壓板、木質(zhì)纖維層壓板、石棉纖維層壓板等。

航空復(fù)合材料行業(yè)特性

1.輕質(zhì)高強(qiáng)、高溫耐蝕

航空產(chǎn)品特殊的工作環(huán)境對(duì)航空復(fù)合材料提出“輕質(zhì)高強(qiáng)、高溫耐蝕”的特殊要求。航空工業(yè)有一句口號(hào)叫做“為每一克減重而奮斗”，反映了減重對(duì)于航空產(chǎn)品的重大經(jīng)濟(jì)意義。而且材料減重對(duì)飛機(jī)減重的貢獻(xiàn)也越來(lái)越大，所以輕質(zhì)高強(qiáng)是航空復(fù)合材料必須滿足的首要性能要求。“高溫耐蝕”的“高溫”是指航空復(fù)合材料要能耐受較高的工作溫度。對(duì)于機(jī)身材料，氣動(dòng)力加熱效應(yīng)使機(jī)身表面溫度升高，需要結(jié)構(gòu)材料具有好的高溫強(qiáng)度；對(duì)于發(fā)動(dòng)機(jī)材料，要求渦輪盤(pán)和渦輪葉片材料要有好的高溫強(qiáng)度和耐高溫腐蝕性能。“耐蝕”是指航空復(fù)合材料要有優(yōu)良的抗腐蝕，主要是指抗應(yīng)力腐蝕、腐蝕疲勞的能力。

2.高的質(zhì)量要求

航空器是技術(shù)密集、高集成度的復(fù)雜產(chǎn)品，只有采用質(zhì)地優(yōu)良的航空復(fù)合材料才能制造出安全可靠、性能優(yōu)良的飛機(jī)和發(fā)動(dòng)機(jī)。航空產(chǎn)品的多樣性和小批量生產(chǎn)，導(dǎo)致了航空復(fù)合材料研制和生產(chǎn)上的多品種、多規(guī)格、小批量、技術(shù)質(zhì)量要求高等特點(diǎn)。

3.低成本航空復(fù)合材料

新型號(hào)的先進(jìn)飛機(jī)價(jià)格不斷攀升，航空技術(shù)領(lǐng)先的國(guó)家和地區(qū)都先后對(duì)航空產(chǎn)品提出了“買(mǎi)得起”的要求。而材料在航空產(chǎn)品的成本和價(jià)格構(gòu)成中占有相當(dāng)份額，所以科學(xué)地選材和努力發(fā)展低成本材料技術(shù)是航空復(fù)合材料發(fā)展的重要方向。