全球陶瓷基复合材料将迎来高速发展期 我国目前已建成相对完善产业链

一、陶瓷基复合材料为新型战略性热结构材料，耐高温、抗氧化等性能优异

陶瓷基复合材料（CeramicMatrixComposites,CMC)为新型战略性热结构材料，是指在陶瓷基体中引入增强材料，形成以引入的增强材料为分散相，以陶瓷基体为连续相的复合材料。陶瓷基复合材料因具有高强度、高硬度、高耐磨性、耐高温、轻量化和抗氧化等优异性能，使其在航空航天、能源、交通等领域具有广泛的应用前景。

陶瓷基复合材料性能

资料来源：公开资料，观研天下整理

根据观研报告网发布的《中国陶瓷基复合材料行业发展现状调研与投资趋势研究报告（2025-2032年）》显示，陶瓷基复合材料是继金属材料之后的无机非金属材料中最重要的材料之一。通常而言，陶瓷基复合材料主要由纤维增强体、陶瓷基体和界面三部分组成。其中增强体作为分散相，起到承载和增韧的作用，常见有碳纤维、碳化硅纤维、氮化硅纤维、氧化物纤维等；陶瓷基体作为连续相，主要成分为陶瓷，起到保护纤维和传递载荷的双重作用；界面层位于纤维和陶瓷基体之间，起到传递载荷、阻止裂纹扩展和阻挡外部环境侵害的作用，对于非氧化物陶瓷基复合材料，常用的界面层体系有热解碳界面层、氮化硼界面层和复合界面层。

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二、陶瓷基复合材料细分种类众多，不同特点引领差异化应用

陶瓷基复合材料按照不同增强体与基体的组合分，可分为碳纤维碳化硅基复合材料（Cf/SiC）、碳化硅纤维碳化硅基复合材料（SiCf/SiC）、超高温陶瓷复合材料、氧化物纤维/氧化物陶瓷基复合材料等。不同的陶瓷基复合材料具有不同的性能特点，应用场景也存在差异。如Cf/SiC材料常在航空航天器的热防护系统及汽车的刹车盘中使用；SiCf/SiC材料常在航发核心热端部件如燃烧室、涡轮叶片中使用。

陶瓷基复合材料分类及其应用领域

资料来源：公开资料，观研天下整理

三、航空航天引领需求提升，全球陶瓷基复合材料将迎来高速发展期

陶瓷基复合材料作为新型战略性热结构材料,凭借其卓越的性能和广泛的应用前景,正迎来高速发展的黄金时期。2019-2023年我国陶瓷基复合材料市场规模从697.8亿元增长至775亿元，年复合增长率为2.7%。而预计2024-2031年复合增速将超过10%。

目前在陶瓷基复合材料的下游市场中，航空航天市场占据主导地位。数据显示，在2023年全球陶瓷基复合材料的下游应用中，航空航天占比最大43%，引领着市场需求提升；其次为能源动力，占比23%。

数据来源：PrecedenceResearch，观研天下整理

航空航天领域：

陶瓷基复合材料（CMC)由于具有高强度、高硬度、高弹性模量、热化学稳定性等优异性能，是制造推重比10倍以上航空发动机的理想耐高温结构材料。

目前陶瓷基复合材料是高温涡轮关键材料。据航空发动机技术人员表示，发动机涡轮前温度提高100度，发动机推力可以提高20%左右，而第6代战斗机采用的高推重比发动机涡轮前温度将会突破2000度，对高温涡轮提出更高要求。制造耐温度能力更强、重量更轻、使用寿命更高的高温涡轮就成为第6代战斗机发动机瓶颈，而陶瓷基复合材料就是制造这种高温涡轮的关键材料。

C/SiC复合材料代替飞行器热防护系统原有金属材料，能够降低50%的质量，提高系统安全性和可靠性。用C/SiC复合材料代替原有金属材料能够通过延长使用时间降低成本，同时实现耐烧蚀、隔热、承载等结构功能一体化。C/SiC复合材料是目前研究最多、应用最成功且最广泛的陶瓷基复合材料。

陶瓷基复合材料在航空领域的应用

资料来源：公开资料，观研天下整理

我国高度重视航空航天发展，给陶瓷基复合材料带来广阔市场空间。一方面，当前我国军用飞机数量及代次与美国差距较大，先进军机更新迭代需求迫切。根据《世界空军2024》披露数据，2023年底美国军机保有量总计12603架，而中国军机保有量总计仅3294架，我国包括战斗机、特种任务机、运输机、武装直升机和教练机在内的各类军机数量均与美国有着巨大差距。在代次结构上，中美军机代差明显，美国战斗机保有量为2750架，主要为第三代与四代战斗机，二代战机基本淘汰；我国战斗机保有量为1578架，主要仍为第二代和三代战斗机，整体水平比美国落后一代，升级换装需求迫切。

未来装备费用增速有望加快，有力保障军机升级换代要求。在“三步走”战略的指导下，我国国防预算稳步增长，2024年国防预算为16655.4亿元，同比增长7.2％，2025年这一数据达到了17846.65亿元。预计未来我国国防支出将从“补偿期”转向“赶超期”，国防预算增速有望超过GDP增速，结合装备费占比不断提升，装备费用将有力保障军机升级换代要求。

数据来源：公开数据，观研天下整理

另一方面，随着民用航空运输周转率快速增加，我国民用客机需求也在上升。根据《2023年民航行业发展统计公报》，截至2024年底，我国民航客机机队规模为4394架；根据航空工业发布的《中国商飞公司2022-2041年民用飞机市场预测年报》，预计到2042年将会增加至9171架，包括涡扇支线客机898架，单通道喷气客机6451架以及双通道喷气客机1822架，中国航空市场正在从高速增长转向高质量增长。

此外，随着卫星遥感产业的持续快速发展，对高性能材料的需求将进一步增加，陶瓷基复合材料作为理想的空间相机结构材料，有望在该领域获得更广泛的应用和更大的市场份额。目前卫星遥感已在自然资源、生态环境、农业农村、住房城乡建设、气象、海洋等领域广泛应用，未来有着广阔发展前景。

能源领域：

C/SiC和SiC/SiC可用于核聚变反应堆第一壁构件，适应高温辐照环境。此外，由于陶瓷基复合材料优良的耐磨损和抗腐蚀性能，在石油化工领域可作为重要的结构件。

当前新型核能系统，如四代核电和聚变堆，正处于快速发展阶段。2023年我国在建核电工程稳步推进，全年新开工核电机组5台，核电工程建设投资完成额949亿元，创近五年最高水平；商运核电机组继续保持安全稳定运行，额定装机容量5703万千瓦，位列全球第三。截至2024年底，我国在建核电机组27台，连续第18年位居全球第一位。

而从长远的核能发展趋势来看，未来将朝着更高效、安全和可持续的方向发展。目前全球众多现役核电站在长期运行后面临部件老化、性能下降等问题，急需升级改造。反应堆的一些结构部件采用CMC复合材料后，将由于其高耐久性延长核电站使用寿命，降低维护成本和安全风险。同时，在提高发电效率方面，基于其良好的热导率，用于热交换部件能优化能量转换过程，提升发电效能，使核电站在现有基础上进一步提高电力输出，满足能源市场不断增长的需求，这将促使核电站在升级改造中对CMC复合材料的需求大幅增加。

四、我国研究起步较晚但发展快，目前已建成相对完善的陶瓷基复合材料产业链

我国陶瓷基复合材料发展起步相对较晚，于20世纪80年代才开始发展，且当时主要是高校和科研院所开展基础研究工作。但近年来，在政策推动以及市场需求驱动下，相关企业通过持续投入研发、加强产学研合作等方式，行业得到了较大发展，并在技术追赶方面实现了多个关键技术突破，国产替代进程不断加速。

例如在SiC纤维方面：我国已形成以国防科大、厦门大学和中南大学为研发中心的三个产业集群。其中第二代碳化硅纤维已发布国家标准，产业趋于成熟，火炬电子、苏州赛菲和众兴新材均建成年产10吨级产线；第三代碳化硅纤维也实现了技术突破，实验室研发产品与日本同类型产品水平相近，不过目前仅火炬电子实现量产，国内供应高度依赖进口，国产替代空间巨大。

在Si3N4纤维方面：国内主要研制单位为山东工陶院、国防科技大学和厦门大学，已具备批产能力。虽然国内Si3N4纤维的发展稍晚于国外，但是基础研究发展很快，基本形成了与美、日、德、法并跑的科研格局。

在AI2O3纤维方面：2022年，上海榕融新材料先进制造基地一期项目在临港新片区落成投产，项目产能可达700吨，成功突破了国内AI2O3纤维长期无法实现大规模连续工业化生产的技术瓶颈。该项目的投产使上海榕融成为世界第三家、中国第一家具有AI2O3连续纤维量产能力的企业，填补了国内高性能纤维材料的行业空白，为AI2O3/AI2O3CMC的产业化应用奠定了基础。

在碳化硅纤维方面：湖南泽睿新材料有限公司已经突破“异质元素掺杂”产业技术，可提供国内种类最全和产能最大的掺杂系列碳化硅纤维。Zerafber®S20和Zerafber®S10两款高性价比掺杂碳化硅纤维，能够在800-1200℃的空气中长时间使用，国内首次将碳化硅纤维价格降低至万元以下。

另外在制备工艺上：CVI工艺已实现工业化生产，PIP工艺较为成熟，MI工艺也有相关单位及企业布局。在刹车、飞行器防热等领域，碳陶刹车盘已批量应用于汽车、飞机和高铁等。在航空发动机领域，第三代SiC纤维的生产以及CMC在航发上尚未实现规模化工程应用。

目前我国已建成相对完善的陶瓷基复合材料产业链。具体来看，我国陶瓷基复合材料产业链包括上游的陶瓷基体、PCS（既可作为陶瓷基体，也可用于制备增强纤维的原材料）、增强纤维材料等；中游为陶瓷基复合材料制备；下游则为应用领域，包括航空航天、核能、刹车系统等领域。

资料来源：公开资料，观研天下整理

值得注意的是，虽然近年我国陶瓷基复合材料已在多个关键技术实现突破，但当前该领域仍处于市场开发阶段，企业数量较少、单体规模较小，主要由依托高校及科研院所开展产学研合作的民营企业和军工央企集团子公司和下属科研单位主导。未来，产学研结合将成为新进入者推动CMC市场突破的重要途径。（WW）