国防军工行业军工·参军策（卷二十六）：陶瓷基复合材料（CMC）与碳化硅纤维-20180724-广发证券-20页-1mb

报告摘要

陶瓷基复合材料（CMC）是一种新型战略性热结构材料，因其具有耐高温、低密度、高强度、抗氧化、抗腐蚀、耐磨损等优异性能，成为新型大推重比航空发动机和空天飞机等重要武器装备高温部件的理想材料。

CMC材料由陶瓷基体、增强纤维和界面层三部分组成，其中碳化硅纤维是制备CMC材料的关键原材料，其性能直接影响CMC材料的高温稳定性和使用寿命。

CMC材料优势：相比传统高温合金、钛合金等材料，CMC材料具有更高的耐高温性能（可达1450℃以上）和更低的密度（约2~3g/cm³），有助于提高发动机推重比和燃油经济性。
CMC材料应用范围：主要应用于航空发动机的热端部件，如喷管、燃烧室火焰筒、低压涡轮静子叶片、喷管调节片等。同时，CMC材料在刹车片、卫星光机构件、热防护结构、核电设备构件、光伏/电子构件等领域也有广泛应用。
碳化硅纤维发展：国外已发展出三代碳化硅纤维，高温稳定性逐渐提升。国内在碳化硅纤维制备技术上已突破关键技术，初步实现一二代产品的产业化，但生产规模与批次间稳定性仍有待提高。
CMC产业链：国内CMC材料产业链主要包括碳化硅纤维生产单位（如火炬电子、苏州赛菲、宁波众兴新材）和CMC材料研制单位（如西安鑫垚、中航复材、航天材料及工业研究所等）。
CMC产业发展驱动力：随着“两机”专项的启动、军机换装需求、大飞机发动机国产化、航天发射次数的提升，CMC材料在航空航天领域的应用将显著推动产业发展。

性能指标	CMC材料	高温合金	钛合金
耐高温性	1450℃长寿命，2000℃有限寿命	约1100℃	约700℃
热膨胀系数	3~4×10⁻⁶/K（低）	14×10⁻⁶/K	8~11×10⁻⁶/K
密度	约2~3g/cm³（低）	8~9g/cm³	4.5g/cm³

代数	国外代表产品	国内代表产品	特点
第一代	Nicalon200、Tyranno LOX-M	无	高氧高碳型，高温性能差
第二代	Hi-Nicalon、Tyranno ZM	无	低氧高碳型，高温稳定性提升
第三代	Hi-Nicalon S、Tyranno SA、Sylramic	KD-I、KD-II、KD-SA	近化学计量比型，性能优异