摘要：陶瓷基复合材料（CMC）是近年来材料科学前沿领域的关键成果，美国 GE 公司称 “陶瓷基复合材料代替高温合金引发了发动机高温材料领域的一场革命”。陶瓷基复合材 料是一种高性能复合材料，由陶瓷基体和分布在其中的增强相组成。与单晶高温合金相比， SiCf/SiC

1.1 陶瓷基复合材料正在引领工程领域变革

1.1.1 陶瓷基复合材料具有耐高温和轻量化两大特性

陶瓷基复合材料（CMC）是近年来材料科学前沿领域的关键成果，美国 GE 公司称 “陶瓷基复合材料代替高温合金引发了发动机高温材料领域的一场革命”。陶瓷基复合材 料是一种高性能复合材料，由陶瓷基体和分布在其中的增强相组成。与单晶高温合金相比， SiCf/SiC 陶瓷基复合材料具有轻质、高强、抗氧化、对裂纹不敏感、耐温性优等特点， CMC 因其特性在航空航天、能源、交通等领域具有广泛的应用前景，具体体现在： 1) 耐高温：当前，航空发动机追求高推重比（战机发动机）、高涵道比（商用发动 机）、高功重比（涡轴发动机），依据布雷顿循环原理，可通过提高压缩比和增温比来提 升燃气涡轮效率。对于航空发动机，Cf/SiC 的使用温度为 1650℃，SiCf/SiC 的使用温度 为 1450℃，提高 SiC 纤维的使用温度可使 SiCf/SiC 使用温度提高到 1650℃。1）与聚 合物复合材料相比，CMC 可提高强度和使用温度。2）与高温合金相比，在无空气冷却和 热障涂层的情况下，碳化硅基 CMC 可降低冷却气流量 15%~25%，提高工作温度 150~350℃，潜在使用温度可达 1650℃，同时实现减重。3）与陶瓷材料相比，CMC 可 改善脆性、缺陷敏感性并抑制缺陷体积效应，提高可靠性。与 Cf/C 复合材料相比，CMC 可提高抗氧化性、强度和使用寿命。由此可见，CMC 是高推重比航空发动机高温部件用 最具潜力的关键热结构材料之一。

2) 轻量化：陶瓷基复合材料构件质量通常为镍基高温合金构件质量的 1/4～1/3。在 航空发动机涡轮机领域，减轻叶片重量直接关联到飞行性能的提升。使用 CMC 材料，能 降低发动机自身重量，减少燃油消耗，提高飞机的续航里程。同时，飞机的加速性能与机 动性也会得到显著改善，使得飞行更加灵活高效。此外，在航天器领域，CMC 的轻量化 特性同样极具价值。它有助于减轻航天器的整体重量，降低发射成本。

1.1.2 不同增强体与基体的结合产生不同类型的陶瓷基复材

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。1）纤维增强体： 材料的骨架，主要承受载荷，在基体开裂过中，保持材料的完整性，提高材料抵抗破坏的 能力。常见的陶瓷基纤维有碳纤维、碳化硅纤维、氮化硅纤维、氧化物纤维等。2）基体： 主要成分为陶瓷，主要起到传递载荷、隔离纤维、保护纤维和调节性能的作用。陶瓷基体 中的陶瓷主要有氧化物陶瓷基体、碳化物陶瓷基体、氮化物陶瓷基体以及玻璃陶瓷基体。 3）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。

1.2 政策发力助推，国内不断追赶国际领先水平

1.2.1 国外率先研发，国内起步较晚但已实现技术突破

国外陶瓷基复合材料的研究起步早，成果斐然。1977 年，法国提出以 SiC 基体替代 树脂基体制造陶瓷基复合材料，引发全球研究热潮。此后，各国对 CMC 的研究不断深入， CMC 的应用面越发广泛。美国通用电气自 90 年代初投入超 10 亿美元研发，成功将 CMC 应用于发动机旋转部件，在亨茨维尔投资建厂实现大规模生产。法国塞峰集团前身 在 80 年代就进行相关应用探索，掌握领先技术，通过合作不断拓展产品应用。如今，国 外在航空航天等高端领域广泛应用 CMC，持续推动该技术发展 。

国内 CMC 的发展起步相对较晚，但在技术追赶方面已实现多个关键技术突破。国内 对 CMC 的研究始于 20 世纪 80 年代，当时主要是高校和科研院所开展基础研究工作。此 后，我国在 CMC 领域不断努力追赶，通过持续投入研发、加强产学研合作等方式，逐步 取得了一系列成果。1）在 SiC 纤维方面：第二代碳化硅纤维已发布国家标准，产业趋于 成熟，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。 2）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。3）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。

1.2.2 国家出台多项政策，助推陶瓷基复材研发及产业化

近年来，国家针对陶瓷基复合材料、高性能陶瓷/纤维材料等新材料出台多项政策， 推动陶瓷基复合材料的研发及产业化。CMC 工艺壁垒高，且外国对我国长期实施技术封 锁，导致初期我国陶瓷基复合材料市场进展缓慢。随着国家对 CMC 的重视及相关政策的 出台，高校、研究机构与企业深度合作，联合开展技术攻关，大力推进 CMC 的研发生产。 这些政策激发了国内企业和科研人员的积极性，吸引大量人才投身 CMC 领域。如今，我 国已在部分 CMC 关键技术上取得重要突破，逐步摆脱对国外技术的依赖，产业发展初见 曙光 。

2.1 CMC 按照增强体与基体组合分类，下游应用各有差异

CMC 一 般按 照 不 同 增强 体 与基 体 的 组 合来 分 类 。 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。不同的 CMC 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。

2.2 SiCf/SiC CMC：以纤维制备为核心，多工艺联用引领基 体制备新趋势

根据《碳化硅陶瓷基复合材料在航空发动机上的应用需求及挑战》，国内外普遍认为， 航空发动机热端部件最终获得应用的应该是 SiCf/SiC 材料。 SiCf/SiC 的制备工艺复杂。总体而言，SiCf/SiC 的制备流程分为纤维制备、预制体成 型、界面层制备、基体增密、机加工成型以及环境障涂层制备几个关键步骤。

2.2.1 SiC 纤维: 制备技术迭代升级，第三代纤维引领高温材料突破

SiC 纤维制备在 SiCf/SiC 制备流程中居于核心地位，其性能对编织预制体和 CMC 部 件性能影响较大。SiC 纤维的制备方法主要有化学气相沉积（CVD）法和先驱体转化法 （PD）。CVD 法是最早制备 SiC 纤维的方法，其制备的 SiC 纤维纯度较高，因而纤维在 高温下的强度、抗蠕变、稳定性等性能良好，但是由于直径较粗（>100 μm），无法进 行编织，且成本较高，应用受到较大的限制。与 CVD 法相比，PD 法生产效率高、成本 低，适合于工业化生产，是目前采用比较广泛且技术最为成熟的制备连续 SiC 纤维的方法。 PD 法以聚碳硅烷（PCS）为先驱体，经过纺丝（300℃）、不熔化处理（200℃）、 高温烧成（惰性氛围，1100~1300℃）等一系列工艺制成 SiC 纤维。PD 法制备碳化硅纤 维具有显著的优势：1）先驱体陶瓷化温度低，通过热解过程中的气氛调控，可控制纤维 中的氧、碳等元素组成；2）先驱体可设计性强，可引入 Al、B、Zr 等；3）先驱体在高温 下熔融，可纺性好，纤维直径细小，有利于后续复合材料预制件的编织。

根据纤维组成、结构及性能的发展历程，先驱体法制备的 SiC 纤维可分为三代：第一 代为高氧碳 SiC 纤维，第二代为低氧高碳含量 SiC 纤维，第三代为接近化学计量比的 SiC 纤维。第一、二代纤维主要表现为低密度、高碳含量及无定形结构，其耐高温性能普遍不 超过 1300℃；第三代纤维具有高密度、多晶结构及接近化学计量比的特性，耐高温性能 超过 1700℃，能够满足尖端装备对材料性能的严苛要求，是 CMC 复合材料研发、应用 的重点。

碳化硅纤维是 SiCf/SiC 材料的核心。第二代 SiC 纤维是当前主要工程使用的纤维材 料，其拉伸强度可达 2800MPa 左右，模量约 220GPa，在 1200℃高温环境下仍能保持 较好的稳定性。第三代碳化硅纤维在保持高强度的基础上，进一步提高了耐高温性能，可 在 1400℃以上的高温中长时间使用，化学稳定性也更为出色。国外已实现三代连续 SiC 纤维的工业化生产与应用，SiC 纤维的制造企业主要集中在日本和美国，包括日本碳素公 司（Nippon Carbon）、日本宇部公司（Ube Industries）和美国道康宁公司（Dow Corning）等，其生产的纤维商品号为 Nicalon 系列、Tyranno 系列和 Sylramic。 我国 SiC 纤维技术实现从研发到产业化的突破，成功打破国外技术垄断。国防科技大 学是国内 SiC 纤维研发的先行者，于 1991 年建成了国内首条连续 SiC 纤维实验生产线， 实现了第一、二代 SiC 纤维的工程化，第三代 SiC 纤维的中试研制。本世纪初，厦门大学 也开始进行 SiC 纤维的研究，推出了 Cansans 系列 SiC 纤维，后与火炬电子的子公司立 亚新材合作，建成了第二代、第三代 SiC 纤维商品化生产线。2020 年，过程工程所成功 研发并投产具备完全自主知识产权的新型 SiC 陶瓷纤维 Sericafila_Zr（中文：赛利丝，即 中国丝），其力学性能高于日本 Hi-Nicalon 第二代和第三代纤维，打破了国外垄断。

2.2.2 预制体: 多维编织结构助力性能优化与应用拓展

在实际应用中，需将纤维(束)编织成各种预制体，编织结构除了满足几何形状等需求 外，还要尽量简化编织方式、降低成本，提高结构强度和热导率等。目前常用的 SiC 纤维 增强体主要包括 2D SiC 纤维布以及三维编织预制体，其中后者又包括 2.5D、三维四向、 三维五向编织结构等。 2D 预制体是由经纬两向 SiC 纤维束交织构成，典型编织方式包括平纹、斜纹和缎纹。 其中，平纹布因纱线交织密度高，具备优异的耐磨性和强度，是制备 SiCf/SiC CMC 的常 用增强体。然而，2D 预制体层间缺乏纤维连接，层间力学性能较差，易出现分层问题。 2.5D 预制体通过正弦状经纱与直纬纱交联编织形成，层间纤维的连接有效提升了结合强 度和抗分层能力。2.5D 预制体面内性能优异，在 X、Y 方向上具有较好的力学均匀性，但 在厚度方向的热力学性能相对较弱。由于工艺相对简单且结合强度高，2.5D 预制体应用 较为广泛。3D 预制体通过将纤维束在经向、纬向和法向三个方向交织形成整体预制体， 典型结构包括 3D 四向、五向和六向。3D 预制体具有较强的抗分层能力和良好的断裂韧 性，但生产成本高，编织速度慢，预制件尺寸也有较大限制。

2.2.3 界面相：决定 SiCf/SiC 复合材料性能与强韧化的关键要素

界面层具有连接纤维与基体两相、传递载荷、缓解残余热应力、阻止纤维与基体间元 素扩散的作用，是影响 SiCf/SiC CMC 性能的关键。适当的界面结合强度可以使基体微 裂纹偏转，使纤维桥联、纤维拔出等增韧机制得以发挥。

热解碳（PyC）与氮化硼（BN）是 SiCf/SiC CMC 中应用最广泛的界面相，两者均 具有特殊的层状结构，能有效阻止裂纹扩展并提升复合材料的强度和韧性。然而，PyC 界 面层在 450°C 以上氧化性能较差，长期处于氧化环境下力学性能大幅衰减。BN 界面层的 氧化温度较高（约 850°C），但对水汽高度敏感，即使通过 Si 掺杂提高其稳定性，在高 湿度条件下效果仍然有限。 复合界面层如 (PyC-SiC)n 和 (BN-SiC)n 相较于单层 PyC 或 BN 界面提高了抗氧化 性能。由于复合界面相中 PyC 和 BN 含量减少以及 SiC 亚层氧化生成的 SiO2 薄层对其它 亚层的保护作用，这类复合界相面能有效阻止纤维的氧化损伤。

化学气相渗透法（CVI）和聚合物浸渍裂解法（PIP）是制备界面层常用工艺。CVI 工 艺制备的界面层具有表面光滑、内部致密、无明显缺陷的特点，但其技术设备成本高且材 料利用率低。PIP 工艺制备的界面层相对疏松，表面较为粗糙，且存在明显裂纹，但其工 艺流程简单，对设备要求低，具备成本优势。

2.2.4 基体制备: CVI、PIP 和 RMI 工艺成熟但各有局限性，多工艺联 用成发展趋势

现阶段制备 SiC 基体的成熟工艺主要包括先驱体浸渍裂解法（PIP）、化学气相渗透 法（CVI）和反应熔渗法（RMI），目前 CVI 法与 RMI 法均已实现大规模工业化生产， PIP 法制备大型结部件也逐步达到实用化水平。SiCf/SiC CMC 的组成、密度、微观形貌、 孔隙率及力学性能等方面会因制备工艺不同而产生明显差异，因此应根据制备结部件所需 的热力学特征选择合适的制备工艺。

单一工艺具有局限性，多工艺并行发展是大趋势。鉴于单一工艺的局限性，未来发展 趋势将倾向于采用多种工艺相结合的方法来制备 CMC，尤其是 CVI 与 PIP、CVI 与 RMI、 以及 PIP 与 RMI 等组合工艺。法国以 CVI 技术为核心，其技术水平在国际上领先。德国 则侧重于 RMI 和 PIP 技术，其中 RMI 技术在全球范围内处于领先地位。美国在 PIP、CVI 和 RMI 工艺上均有着深厚的研究基础，其中 RMI 工艺已成为通用电气（GE）公司制备 CMC 材料的主要工艺。

（1）CVI 工艺：成熟度高，低损伤制备复杂形状构件

CVI 工艺是由化学气相沉积（CVD）工艺发展而成，是最早的制备碳化硅基复合材料 的工艺。CVI 工艺过程是将气源和载气按照特定比例通入负压的沉积室中，通过气体扩散 作用或由压力差产生的定向流动将气态先驱体扩散至纤维预制体内部，进而在纤维表面裂 解和沉积，实现纤维预制体的致密化。 CVI 工艺的优点是反应温度较低，对纤维的损伤较小，基体结晶度较高，并且能够实 现复杂形状构件的近净成型。缺点在于沉积速率低，制备周期长，并且在沉积过程中容易 造成材料表面封孔，导致孔隙率偏高。 CVI 工艺具有较高的成熟度，是最早实现发动机构 件工程化应用的方法。

国际上，法国在 CVI 工艺制备技术方面具备显著优势，其中法国赛峰集团（Safran） 是最早开展 CVI 工艺研发的企业之一。依托 CVI 工艺，Safran 成功实现了 M88-2 发动机 尾喷管外调节片的制备。日本同样较早开展 CVI 工艺研究，所制备的 CMC 在室温环境下的弯曲强度可达(640±69) MPa。通过 Jupiter 工程，美国和日本利用 CVI 合作开发了直 径为 11 cm 的圆形盘部件，其弯曲强度能够达到 723 MPa。 国内西北工业大学、中南大学、国防科技大学、中国科学院上海硅酸盐研究所等单位 均对 CVI 工艺进行了研究，并已实现工业化生产。其中，西北工业大学自主研发的基于 CVI 的 CMC 制造平台在产品制备的可靠性和可控性上达到了国际先进水平。

（2）PIP 工艺：先驱体设计与改性驱动，低成本制备大尺寸构件

PIP 工艺是以有机聚合物溶液（一般为聚碳硅烷）作为先驱体，采用真空浸渍的方式 使先驱体溶液渗透到编织件内部，然后经过交联固化和高温裂解得到中间体，重复浸渍、 固化、裂解三个步骤，直到中间体的增重小于 1%，即制备得到最终致密的 SiCf/SiC 复合 材料。 PIP 工艺的优点是先驱体分子可设计，可以制备形状复杂或厚度较大的大尺寸构件， 设备简单，工艺成本较低。但先驱体在高温裂解过程中通常存在小分子的逸出，且具有较 大的体积收缩，因而制备的复合材料孔隙率较高（10%~20%）。

国内外对 PIP 工艺的研究主要聚焦于先驱体的改性。国际上，美国 Starfire 公司和日 本 Mitsui Chemicals 公司分别研发出聚丙烯羟基碳硅烷和聚乙烯基硅烷，用于 PIP 工艺 制备 SiCf/SiC CMC。国内国防科技大学、厦门大学、中科院化学所和中科院宁波材料所 等单位相继开展了先驱体改性研究，开发出聚甲基硅烷、聚乙炔基碳硅烷和液态超支化聚 碳硅烷等一系列碳化硅先驱体。

（3）RMI 工艺：简单高效，但残余硅问题限制高温性能

RMI 工艺利用熔融硅的毛细管效应渗透至纤维预制体内部，并在一定温度下发生化学 反应生成 SiC 基体。RMI 工艺流程主要包括两步：首先制备多孔的连续 SiC 纤维增强碳 基中间体，然后通过熔融硅渗透反应形成 SiC 基体。 RMI 工艺可分为液相渗硅(LSI) 和气相渗硅(VSI)两种路径。液相渗硅法是将硅加热至 1410 ℃以上，熔融液态的硅在毛细管力的作用下渗透进入基体多孔碳中，并通过原位反 应生成碳化硅。气相渗硅工艺是将硅在高温下熔化转变为硅蒸气而渗入多孔碳中，通过Si-C 反应获得 SiC。与液相渗硅法相比，气相硅源更容易渗入多孔碳基体的孔隙中，有利 于碳与硅的接触反应，不易堵塞气孔。但气相渗硅工艺需要的反应温度更高，对纤维性能、 设备、工艺有着更高的要求，所以国内外对于反应渗透工艺的研究主要集中于液相渗硅法。

与 CVI 和 PIP 工艺相比，RMI 工艺的优势在于简单高效、能够实现一次成型，制备 的复合材料致密度高，几乎无缺陷。然而，该工艺也存在显著缺点：渗硅温度较高，易对 纤维和界面层造成损伤；基体中不可避免地残留一定体积分数的硅，通常为 12%~18%， 残余硅的存在不仅降低了复合材料的断裂韧性，还限制了其使用温度。 国际上 RMI 工艺制备 SiCf/SiC 复合材料 的研究主要集中在日本、美国和德国。日本 京都大学通过 Tyranno SA 纤维编织件，结合 SiC 和 C 浆料浸渍，再经液相渗硅工艺， 制备出弯曲强度高达 500 MPa 的高强度 SiCf/SiC CMC。国内方面，中南大学、中国科 学院上海硅酸盐研究所、国防科技大学、中国航发北京航空材料研究院、航空工业复材中 心等机构在 RMI 工艺制备 SiCf/SiC CMC 领域取得了卓有成效的研究。

（4）联合工艺：未来制备 SiCf/SiC CMC 的重要发展方向

单一工艺在制备 SiCf/SiC CMC 时各具特色与缺陷：CVI 法制备的 SiC 基体结晶性 优异，但工艺周期长，最终制得的复合材料孔隙率较高；PIP 法具有较高的工艺可靠性和 先驱体可设计性，但引入的 SiC 基体结晶性较差，且易存在微裂纹；RMI 法引入的 SiC 基体结晶度与致密度较高，工艺成本低，但制备温度高达 1600~1700 ℃，且难以避免残 余硅的引入。鉴于单一工艺的局限性，多工艺联用已成为未来制备 SiCf/SiC 复合材料构 件的重要发展方向，主要包括 CVI-PIP、CVI-RMI 以及 PIP-RMI 等工艺组合。联合工艺 可扬长避短，得到性能优良的 SiCf/SiC 复合材料。

2.2.5 环境障涂层：防止 CMC 在高温水蒸气环境下受侵蚀

在干燥，无杂质的高温有氧环境下，SiCf/SiC CMC 表面生成的致密 SiO2 层可有效 阻止氧气扩散，表现出优异的高温抗氧化性能。但在＞1200 ℃ 的温度下，高温高压高速 的水蒸气与 SiO2 反应生成挥发性物质 Si(OH)4，氧化物保护层被消耗，导致材料性能迅速 衰退。引入环境障涂层（EBC）可对 SiCf/SiC CMC 进行保护，降低其在航空发动机等高 温服役环境下的腐蚀速率。 第一代 EBC 采用双层结构，包括莫来石（Mullite）底层和 YSZ（氧化钇部分稳定的 氧化锆）顶层。莫来石具有低密度、耐久性好、与 SiC 基体热膨胀系数匹配的优势，但在 高温水蒸气环境下，莫来石中的 SiO2 会发生选择性挥发，留下多孔 Al2O3 层，造成涂层 失效。第二代 EBC 引入三层结构，包含 Si 粘结层、莫来石或莫来石+BSAS 中间层，以及 BSAS 顶层，涂覆 Si 粘结层增强了涂层与基体的结合强度。但 BSAS 在高温下与 Si 粘结 层表面的 TGO 层发生反应，生成的玻璃相在 1300℃左右会转变为熔融态，在高速气流冲 刷下易损失，导致基体重新暴露。基于第一代和第二代 EBC 的新型 EBC 正在研发之中。

已服役的第一代 EBC 主要由大气等离子喷涂(APS) 工艺制备。APS 工艺成熟可靠， 但制备的涂层较为疏松，内部存在孔隙，影响 EBC 的热力学性能。基于 APS 和 EB-PVD （电子束物理气相沉积）工艺发展出的 PS-PVD（等离子体喷涂-物理气相沉积） 和 DVD （定向蒸发沉积）工艺能够有效解决涂层致密性和复杂形面覆盖率的问题，但目前尚未投 入工业化生产。

2.3 AI2O3/AI2O3 CMC：聚焦料浆浸渗与溶胶-凝胶工艺发 展

AI2O3/AI2O3 CMC 是航空航天领域新兴的热端高温部件用候选材料，具有耐高温、 抗磨损、强度高、密度低、抗水蒸气氧化性能好等特点，有效解决了陶瓷基复合材料在特 定环境下易氧化的问题，极大拓宽了陶瓷基复合材料在航空航天等领域的应用。AI2O3/AI2O3 复合材料由纤维、基体、纤维-基体界面三个部分组成，制备工艺核心是将 Al2O3基体引入 Al2O3纤维编织件中，目前常用的制备方法分为料浆浸渗法（SI）和溶胶凝胶法（sol-gel）两种。

2.3.1 料浆浸渗法：制备周期短，适用形状简单部件

浆料浸渍法属于固相法，主要流程为通过纤维缠绕或预浸料工艺制得 AI2O3 纤维预浸 料，经切割后堆放在模具内, 采用热压罐固化处理，随后在高温条件下进行无压烧结，最 终制得 AI2O3/AI2O3 复合材料。 浆料浸渗工艺操作简单，制备周期短，可实现一次成型，能够适用于一些形状结构较 为简单的部件制备。但料浸渍工艺也存在一些局限性：1) 烧结温度过高（>1200℃），高 温处理对纤维的损伤过大；2) 基体在干燥、烧结过程中会发生体积收缩，在复合材料内部 留下大量孔隙及裂纹，影响复合材料的整体性能；3) 纤维束及纤维布的层间结合强度过低。

2.3.2 溶胶-凝胶法：低成本适用于复杂形状，致密化周期较长

对于形状复杂、具有净尺寸成型需求的纤维预制件来说，更多地选择溶胶-凝胶法来 制备基体。溶胶-凝胶法利用氧化物溶胶（一般为某种金属有机醇盐或其混合物）浸渍纤 维预制件，通过干燥、烧结等工艺制备得到基体，然后进行多次的浸渍-干燥-烧结，最终 得到致密的复合材料（增重

2.3.3 工艺发展：国外领先工程应用布局，国内量产能力突破

国外对 AI2O3/AI2O3 CMC 的研究起步较早，现已在制备技术、微观结构及性能等方 面展开了系统的基础研究，并进入了工程应用阶段。美国 CHI (Composites Horizons) 公司率先将 AI2O3/AI2O3 复合材料应用于商用航空发动机中，其制备的中心锥、混合器和 核心整流罩等部件成功用于 GE Passport 20 发动机。此外，美国罗·罗公司的 AE3007 发 动机、F414 发动机等也都装配了 AI2O3/AI2O3 复合材料部件。同时，AI2O3/AI2O3 复合材 料也被广泛应用于民用工业领域。在民用工业领域，德国 WPS 公司 在 AI2O3/AI2O3 复合 材料部件的开发与制造方面具有丰富经验，成功制备了高温炉部件、汽车排气系统、陶瓷 紧固件和太阳能吸收器等复杂形态的 Al₂O₃/Al₂O₃ 复合材料产品。 受限于高性能 AI2O3纤维原材料供应，我国对 AI2O3/AI2O3 CMC 的研究起步较晚， 整体仍处于基础研究阶段。目前，我国 AI2O3 纤维主要生产商有鲁阳节能、上海榕融、东 珩国纤、新威特、欧诗漫晶体、炜烨晶体纤维等企业，受制于产业工艺的技术壁垒，行业 整体名义产能不足 2000 吨，国内产品需求多依赖于进口。

在政策、需求、技术驱动下，国内企业正加速产能扩张，AI2O3 纤维国产化程度持续 走高。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/AI2O3 CMC 的产业化应用奠 定了基础。

陶瓷基复合材料将迎来高速发展期，预计 2024-2031 年 CAGR 达 10%。2019- 2023 年，全球陶瓷基复合材料市场规模从 697.76 亿元增长至 775 亿元，年复合增长率 为 2.7%。而 2024-2031 年复合增速将超过 10%，陶瓷基复合材料将迎来高速发展期。

在 CMC 的下游市场中，航空航天市场占据主导地位。根据 Precedence Research， 2023 年全球航空航天占 CMC 下游市场规模的 43%；能源动力领域及国防领域紧随其后， 分别占 23%和 18%；电气电子领域则占下游市场规模的 10%。

3.1 航空：领域的多面能手与航发市场潜力洞察

3.1.1 CMC 是航发领域中理想的耐高温、吸波、轻量化材料

(1) 新一代战斗机搭载着新一代航空发动机，随着航发推重比的不断提升，航空发动 机的温度也逐步提升，产业亟需新的耐高温材料。第三代航空发动机的涡轮进口温度就已 超过 1400K，达到当前镍基高温合金的极限温度。第四代战机 F22 的发动机 F119 推重比 为 10，其涡轮进口温度达 1900K。面向未来的推重比 12-15 的发动机涡轮进口平均温度 超过 2000K，推重比 15-20 以上的发动机涡轮进口温度最高可达 2200K-2450K，远超高 温合金材料的耐温极限。

目前，CMCs 在航空发动机热端部件的应用研究涵盖中温(700~1000℃)中等载荷 （

CMC 的应用已成为提升发动机性能的关键技术之一。1）军用：以美国 F119 发动机 为例，其喷管调节片采用 SiCf/SiC 材料，显著减轻了重量并优化了飞机重心布局；F414 发动机的燃烧室和喷管调节片也通过使用 SiCf/SiC 材料，减少了冷却空气需求，提高了工 作温度和寿命；欧洲 EJ200 发动机的燃烧室、火焰稳定器和喷管调节片采用了 SiCf/SiC 复合材料，在高温高压环境下表现出优异的性能。2）民用：通用电气公司采用 PrepregMI 工艺批生产 SiCf/SiC 涡轮外环，装配在 LEAP-1A/1B 以及 GE-9X 发动机。国产大飞 机 C919 使用的 Leap-1C 发动机的涡轮外环使用了 CMC 材料。

(2) 现代战争对航空器隐身性能的要求日益提高，不仅要在雷达频段实现隐身，在红 外频段的隐身也变得至关重要。航空器在飞行过程中，其发动机、尾喷口等部位会产生大 量的热辐射，容易被红外探测设备发现。在红外隐身方面，除了采用传统的降温设计外，利用特殊材料来降低红外辐射特征成为关键。CMC 材料具有较低的红外发射率，在发动 机外涵道等部位使用，能够有效减少红外辐射。对于航空器的整体隐身设计，CMC 材料 可以通过其独特的结构和电磁特性，与航空器的外形设计相结合，减少雷达反射截面。 在国外先进的隐身航空器设计中，CMC 材料已经在多个关键部位得到应用。部分先 进战机的进气道采用了 CMC 材料进行部分覆盖，这种材料在保障结构强度的同时，能够 吸收特定频段的雷达波，从而提升进气道的隐身能力。此外，在无人机的设计中，由于其 对重量较为敏感，CMC 材料凭借其轻质高强的特点在机翼前缘和尾翼等部位得到广泛应 用。法国“幻影 2000”战斗机的 M53 发动机鱼鳞板内侧及尾喷管与美国洛马公司生产 的 F-22 隐身战机的四个直角尾翼均使用了 SiC 纤维。

国内对高温吸波材料研究起步较晚，在 CMC 材料应用方面正在不断发展。随着航空 航天技术的发展，国内科研机构如西北工业大学与国防科技大学加大了对 CMC 材料的研 发投入。在一些新型航空器的预研项目中，已经开始考虑将 CMC 材料应用于机身、机翼 等部位，通过优化材料结构和制造工艺，提高材料的隐身性能。

(3) 结构的轻量化一直以来是飞行器设计和制造的永恒追求。飞行器中材料和构型的 设计很大程度上取决于所处位置的最高温度。具备轻质高强的耐高温陶瓷基复合材料为实 现轻量化及热防护需求提供强力保障，同时一体化热防护结构是将轻质承载结构与防隔热 材料进行整体设计，这种结构大大减轻飞行器的质量并有效提高热防护能力。CMC 可以 制备为夹芯结构，夹芯结构具有高比强度、高比刚度以及优秀能量吸收等特点，通过设计 开孔和排布方式进而填充防隔热材料，可以有效实现承载和热防护的功能一体化。

3.1.2 CMC 在航空领域具有广阔市场空间

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 亿元人民币，同比增长 7.2％。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。

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。

未来二十年我国民用航空市场空间广阔，增速领先全球平均水平。随着民用航空运输 周转率快速增加推动民用客机需求上升，根据《2023 年民航行业发展统计公报》，截至 2023 年底，我国民航客机机队规模为 4013 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，预计未来 20 年全球航空旅客的周转量年均增长 率为 3.8%，中国航空旅客周转量将以平均每年 5.4%的速度增长。

保守来看，预计未来十年我国航发 CMC 市场将达到 349 亿元。基于如下假设： 1) 我国自主研发的主力军用发动机涡扇 10——“太行”发动机重 1997 千克，涡扇 -15——“峨眉”发动机重 1800 千克，美国军用发动机 F135 重 1460 千克；美国民用航 空发动机 Leap-1 各型号重量平均在 3000 千克，其高温合金使用比例均在 45%-60%。 因此我们假设单台军用发动机质量为 1700 千克，高温合金用量为 55%；单台民用发动 机质量为 3000 千克，高温合金用量为 50%。2) 考虑到 CMC 轻质化的特性，其密度约为高温合金的 1/4，因此 CMC 替换高温合 金之后的重量按原高温合金的 1/4 计算。 3) 根据美国《陶瓷纤维与涂层》及特种材料网站，目前军工级陶瓷纤维价格按产量和 性能不同约在 3000 美元/千克，而陶瓷纤维约占 CMC 价值量的 30%-50%。考虑到汇率 及需求量，我们假设军用 CMC 单价为 6 万元/千克，民用 CMC 单价为 4 万元/千克。 4) 预计未来十年我国将新增军用航发 7163 台，民用航发 4952 台。 由以上假设，可计算得出按不同比例替代高温合金下，CMC 的市场规模。当替换比 例达到 40%时，军民 CMC 市场将达到 2796 亿元。考虑到目前 CMC 的价格较高，随着 技术成熟及大批量使用，CMC 的价格具有一定下降空间。当 CMC 单价下降 30%，替代 高温合金比例为 20%时，军民 CMC 市场将达到 979 亿元。

3.2 航天：航天器与遥感相机双擎驱动，CMC 扮演重要角色

3.2.1 航天飞行器：我国在热结构的 CMC 使用上取得研究突破

CMC 作为新一代热防护材料主要应用在航天器的头锥帽、涡轮叶片、机翼前缘和盖 板等。 欧洲航天局对其进行了大量的研究，并将其应用在航天热结构和热防护系统。 德 国宇航中心利用 CMC 研发了飞行器的头锥帽，之后美国航天局对该部件进行了测试，并 将其成功应用在 X-37B 飞行器上。X-37B 项目标志着美国在航天领域的又一项里程碑。 X-37B 在航天飞机热防护结构的基础上提出了一种新型的耐高温抗氧化陶瓷瓦，其性能超 过了传统机翼前缘使用的碳/碳材料。

近年来，我国对 CMC 在航天飞行器方面的使用研发也在不断突破，取得了不错的成 绩。 西北工业大学超高温结构复合材料国防科技重点实验室采用 Cf/SiC 复合材料制成了 机翼前缘和头锥，并将其成功应用于飞行器上，完成了试飞测试；西安航天复合材料研究 所通过不断尝试，将 CMC 投入到液体冲压发动机燃烧室和喷管的研发中，达到了模拟应 用条件的多项测试标准，并具备一定的长时间热防护能力。 国防科技大学研制了 CMC 喷 管延伸段，并将其成功应用于远征三号 5000Ｎ 发动机，该发动机累计启动 21 次，在轨 时间长达 1100ｓ。

3.2.2 空间遥感相机：市场火热，CMC 需求攀升

Cf/SiC 复合材料是一种理想的空间相机结构材料。随着空间相机分辨率的逐渐提高， 空间相机正朝着大口径、长焦距、轻量化方向发展。 其中空间相机反射镜和支撑结构是高 分辨率空间相机的关键部件，必须具有优异的力学性能和热稳定性。Cf/SiC 复合材料恰好 具有该特点，此外碳纤维的热膨胀系数表现为各向异性，通过调节纤维在复合材料内部的 分布，甚至能够获得热膨胀系数接近于零的 Cf/SiC 材料，可以极大地提高空间相机部件 的尺寸稳定性。 同时，其低密度特性可有效减轻相机整体重量。在航天领域，每减轻一克 重量都能带来显著的成本节约和性能提升。更轻的相机有助于降低火箭发射成本，提高卫 星的有效载荷能力。

2023 年，我国卫星遥感及应用产业规模达到 2450 亿元，增幅达 6.5%，市场规模 增长明显。根据中国国际工程咨询有限公司战略研究院近日发布《中国卫星遥感及应用产 业发展蓝皮书》，我国卫星遥感及应用产业直接效益达 434 亿元，同比增长 3.6%。卫星 遥感在自然资源、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，赋 能各行业发展。考虑到 CMC 材料在遥感产业良好的应用前景，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，CMC 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。

3.3 核电：全球首座第四代核电站建成，核能领域打开 CMC 长期市场

新型核能系统的核心部件对材料耐高温性质要求高，CMC 可以有效应对。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。四代核电与聚变堆 的核心部件如 ATF 包壳、控制棒套管以及包壁第一层材料需在高温、强辐照环境下长期稳 定运行，传统材料难以满足要求。具有高温稳定性的 CMC 复合材料能有效应对高温挑战， 同时其良好的抗辐照性能可保障部件在强中子辐照下的性能稳定，确保反应堆高效安全运 行。

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。在核燃料元件制造领域，CMC 复合材料的化学稳定性和高温性能可保障元件在复杂 环境下的安全性和可靠性，减少事故隐患，提高核燃料利用率。

3.4 刹车：传统刹车材料渐显疲态，CMC 成为破局关键

航空航天领域始终站在材料技术应用的前沿，对于飞行器的刹车系统，可靠性与高性 能是永恒的追求。CMC 复合材料因其独特的材料特性，如抗氧化和抗烧蚀能力，完美契 合了航空航天刹车系统的严格要求。在飞机的起降过程中，刹车系统需要在瞬间承受巨大 的能量转化，CMC 复合材料刹车部件能够高效稳定地完成制动任务，确保飞行安全。韩 国 DACC 公司研制的 Cf/SiC 刹车盘已成功应用于 F16 战斗机；西北工业大学联合西安航 空制动科技有限公司研究开发出一种应用在军用飞机上的 CMC 刹车材料。 在汽车行业的高速发展进程中，高性能刹车领域对材料的要求愈发严苛，这为 CMC 材料带来了广阔的市场空间。2024 年，中国新能源汽车销量达到 1,286.6 万辆，同比增 长 35.5%，仍处于高速发展阶段。随着新能源汽车市场的蓬勃兴起，电动汽车强大的动力 输出对刹车系统的制动效能和抗热衰退能力提出了前所未有的挑战。传统刹车材料在应对 频繁且高强度的制动需求时渐显疲态，而 CMC 材料以其出色的耐高温、耐磨损以及稳定 的摩擦性能，成为解决这一困境的关键所在。

展望未来，高性能刹车领域的发展将呈现多元化趋势，这无疑为 CMC 复合材料创造 了更多的机遇。2023 年全球高性能刹车系统市场销售额达到了 356 亿元，预计 2030 年 将达到 579 亿元，CAGR 为 7.1%。除了汽车和航空航天领域，高速列车在追求更高速度 和更短制动距离的征程中，也将目光投向了 CMC 复合材料刹车系统。CMC 制动盘已广 泛应用于法国 TGV-NG 高速列车、英国希斯罗特快列车与日本新干线列车。中南大学研 制的 CMC 刹车材料已被成功应用在高速列车、磁悬浮列车滑橇、直升机等制动系统。

4.1 全球：具备成熟产业链，正逐步拓展应用领域

4.1.1 日本碳素公司：碳化硅纤维全球领军企业，全球化布局与下游深 度捆绑

日本碳素公司成立于 1937 年，是碳化硅（SiC）纤维领域的全球领军企业。根据 《纺织导报》，公司 SiC 纤维的产能达 120 吨/年。通过“先驱体转化法”工艺（聚碳硅 烷氧化交联+高温裂解），公司实现了三代纤维迭代升级，耐温性从 1000℃提升至 1300℃ 以上，抗拉强度达 2.8-3.5GPa，工艺成本降低 30%。产品广泛应用于航空发动机（如 GE LEAP 涡轮罩环）、航天器热防护系统及核能领域耐辐射部件，成为高端复合材料的核心 增强材料。 公司通过技术积累和战略合作实现了全球化布局。1975 年公司与日本东北大学合作 开发首代碳化硅纤维，2012 年与 GE、法国赛峰合资成立 NGS Advanced Fiber，整合全 球资源扩大产能。公司深度参与国际航空项目（如 LEAP、GE9X 发动机），推动碳化硅 纤维在商用航空领域的规模化应用。公司通过垂直整合产业链和专利壁垒主导市场。其业 务覆盖上游纤维生产（日本碳素）、中游 CMC 部件制造（NGS 公司）到下游航空与核能终端应用，形成全链条闭环。依托超 200 项全球专利（涵盖纤维生产、抗氧化涂层等）， 构建技术垄断优势，产品聚焦高附加值市场，与 GE、NASA 等巨头合作，避开低端竞争。

4.1.2 GE：深耕年实现技术积累，构建一体化供应链体系

GE 公司凭借技术积累与产业布局领跑全球 CMC 产业，市场份额居全球首位。全球 CMC 生产商主要集中美国和欧洲地区，包括 GE（美国）、Safran（法国）、CoorsTek （美国）、Rolls-Royce Group（英国）、COI Ceramics（美国）等。据 QYResearch （恒州博智）数据统计，2021 年全球前五大厂商合计占据约 52.0% 的市场份额。

GE 构建一体化供应链，引领全球 CMC 产业布局。自 20 世纪 80 年代起，GE 开始布 局 CMC 材料的研发，累计投入超过 10 亿美元，实现了从 SiC 纤维原材料到 CMC 零部件 制造的全流程掌控。GE 建立了高度一体化的生产体系，包括纽约全球研发中心（基础研 究与工艺创新）、CMC FastWorks 实验室（开发 CMC 产品设计）、特拉华州纽瓦克 （原材料及部件小批试制）、北卡罗来纳州阿什维尔（批产，生产包括 CFM 和 LEAP 发 动机所使用的静子涡轮罩环）及阿拉巴马州亨茨维尔（SiC 纤维原材料生产），形成了全 球领先的 CMC 供应链体系。根据中国民航网，GE 航空集团投资两亿多美元在亨茨维尔将 建造两间工厂，一间工厂将批量生产碳化硅（SiC）陶瓷纤维，另一间工厂将使用碳化硅 陶瓷纤维来生产 CMC 部件所需要的单向预浸材料。

GE 航空已将 CMC 广泛应用于航空发动机的零件中，包括燃烧室衬管、导向叶片、 整流罩、转子叶片、加力燃烧室冷却流道和尾喷口叶片。GE 首个实现产业化应用的 CMC 零部件是 LEAP 发动机的高压涡轮一级外环，每台 LEAP 发动机配备 18 个外环引导气流 导向，保障涡轮叶片效率。为了满足航空发动机对 CMC 材料的需求、提高 CMC 零件生 产效率，GE 公司目前正在实验室研究采用增材制造技术生产 CMC 零件。此外，碳化硅纤 维价格比碳纤维价格高 100 倍，由碳化硅纤维制备的 CMC 材料价格更高。GE 公司目前 正在实验室研究采用增材制造技术生产 CMC 零件。

4.2 我国：已建成相对完善的 CMC 产业链

我国 CMC 研究起步较晚，目前已建成相对完善的 CMC 产业链。CMC 上游原材料 主要包括增强纤维、界面层和陶瓷基体，其中增强纤维以碳纤维、碳化硅纤维和氮化硅纤 维（Si3N4 纤维）为主；中游环节重点布局 SiCf/SiC CMC、Cf/SiC CMC 及 Si3N4 纤维增 强 CMC 材料的研发与制造；下游应用集中在航空、航天、核能等高端制造领域。

4.2.1 CMC 上游：发展完备，SiC 和 Si3N4 纤维市场快速扩张

CMC 上游发展较为完备，SiC 和 Si3N4纤维市场正处于快速扩张阶段。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 SiC 纤维产业集群。其中， 其中，火炬电子与厦门大学合作，苏州赛菲、众兴新材对国防科技大学研究成果进行转化，泽睿新材依托中南大学推进 SiC 纤维研制。我国目前已经具备第二代 SiC 纤维量产能力， 第三代 SiC 纤维产业化仍处于起步阶段。针对第二代 SiC 纤维，火炬电子、苏州赛菲和众 兴新材三家公司目前均已建成年产 10 吨级产线；针对第三代 SiC 纤维，仅火炬电子具备 量产能力, 国内供应高度依赖进口，国产替代空间巨大。 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。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。

4.2.2 CMC 中游：处于市场开发阶段，参与者较少

CMC 中游环节仍处于市场开发阶段。CMC 中游当前企业数量较少、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。

5.1 火炬电子：元器件业务底部复苏，新材料业务打造第二 增长曲线

火炬电子是国内特种 MLCC 核心供应商，CMC 新材料国内领军企业，围绕“元器件、 新材料、国际贸易”三大战略板块布局，构建泉州、广州和成都三大生产基地, 北京、上 海、深圳三大运营中心。 公司自产元器件业务受下游影响短期承压，军民融合与多品类布局助力长期增长。 2023 年公司自产元器件业务实现营业收入 11.2 亿元，同比变化-23.83%。在军工装备国 产化、信息化升级叠加民用新兴产业蓬勃发展的趋势下，军民融合将带动 MLCC 需求持续 放量；同时公司持续聚焦元器件主业，不断丰富产品组合，多品类布局有望打开自产元器 件业务新的增长点。 公司陶瓷材料业务营收稳步提升，有望打造第二增长曲线。2019 年火炬电子陶瓷材 料业务板块实现营业收入 4381 万元，2023 年提升至 1.6 亿元，年复合增长率达 38.24 %，业务规模增长迅速。随着国产航空发动机、航空航天设备等的 CMC 部件研发 逐渐成熟并进入实际应用阶段，叠加当前我国军用战机列装数量相较于美、俄等国存在巨 大差异所带来的未来战机需求量的增长，航空航天领域 CMC 渗透率有望迎来拐点，打造 公司第二增长曲线。

5.2 华秦科技：中高温隐身材料领军企业，布局航发全产业 链

华秦科技主要从事特种功能材料的研发、生产和销售，其产品广泛应用于我国重大国 防武器装备的隐身技术、重要地面军事目标的伪装以及各类装备部件的表面防护领域。公 司亦围绕航空发动机产业链、先进新材料产业领域持续布局，积极融入航发集团“小核心、 大协作”的科研生产体系。 公司隐身主业保持高速增长，市场需求释放与技术优势驱动未来发展。随着隐身材料 逐步实现批产，2019-2023 年公司以隐身材料为主的特种功能材料业务营收由 1.1 亿元增 长至 8.7 亿元，年复合增长率达 69.21%。受益于前装和维保需求景气，叠加市场壁垒， 业绩有望稳定提升。1）与美军相比，我国航空装备仍有较大提升空间，第五代先进战机 有望超预期放量，隐身材料需求空间广阔；2）耗材特征显著，实战化训练强度加大驱动 维保后市场扩容；3）公司在中高温隐身材料领域的技术和产业化上具备先发优势，核心 产品已实现批产，形成较强的市场壁垒。 公司扩展陶瓷基和机加工业务，纵向延伸航发产业链布局。1）陶瓷基复材：公司成 立子公司上海瑞华晟前瞻布局陶瓷基复合材料业务，有望打开航发产业第二成长曲线；2） 航发零部件加工：公司投资设立沈阳华秦航发拓展航发零部件加工业务，同时成立贵阳公 司以及参股沈阳瑞特与下游客户深度绑定。

公司积极开拓军工技术向民用转化。1）公司依托军品技术向民品应用转化，开发重 防腐材料、高效热阻材料等系列民品，积极拓展防护材料在冶金、石油化工、船舶、海洋 产业等民用领域的推广应用；2）公司成立南京华秦光声，进军声学超材料领域，目前相 关技术在轨道交通、能源电力、航空航天、核工业、建筑声学、水下声隐身等领域已经逐 渐进入实际运用的工程化阶段。

5.3 中航高科：航空复材核心供应商，下游多领域需求释放

中航高科采取“集团管控型”经营管理模式，总部是成果转化统筹规划和资本运作的 平台，各业务板块以子公司形式独立经营。公司主营业务聚焦“航空新材料”和“高端智 能装备”两大板块，业务范围涵盖航空新材料、高端智能装备、轨道交通零部件等应用领 域，拥有航空工业复材、优材百慕、航智装备、万通新材四家全资或控股子公司。 公司航空复材业务稳定增长，有望持续受益于航空新材料行业的高景气度。受益于预 浸料和炭刹车产品交付的增长，子公司航空工业复材 2023 年实现营收 45.15 亿元，同比 增长 6.01%，实现净利润 10.88 亿元，同比增长 30.20%。航空工业复材作为我国航空领 域一家专业从事复合材料研发工程化的单位，承担了航空工业集团绝大多数在研在产航空 装备的复合材料原材料及中间材料的生产与交付，在航空复材领域具有领先的行业地位。 随着新型战机放量及国产大飞机 C919 完成商业首飞，军民航空航天装备需求上升叠加复 合材料应用比例不断提高，公司有望持续受益于航空新材料行业的高景气度。 公司积极布局民用复材市场，有望打造未来业绩新支撑。公司依托子公司优材百慕开 展刹车盘副业务，受益于国际市场订单大幅增长，2023 年优材百慕实现营收 1.53 亿元， 同比增长 95.76%，实现净利润 1374.29 万元，同比增长 2861.83%。随着民航飞机刹车 盘副国产替代进程加速及高速列车刹车组件的应用铺开，叠加刹车盘的高耗材属性，市场 前景广阔。

5.4 航材股份：航材院产业化平台，四大业务驱动成长

公司是航材院产业化平台，深耕航空材料领域。公司背靠航材院，下设钛合金精密铸 造、橡胶与密封材料、飞机座舱透明件与高温合金熔铸四大事业部，航材院与公司实现产研协同，各领域产品具备深厚技术积累。公司近五年营收及归母净利润稳定增长。2019- 2023 年公司营业收入由 13.25 亿元增至 28.03 亿元，复合增速达 20.6%；归母净利润由 3.32 亿元增至 5.76 亿元，复合增速达 14.7%。 航材院先进复合材料科技重点实验室（第二十八研究室）是我国材料领域的一个开放 式、跨学科的复合材料研究发展中心，是国家科技创新体系的重要组成部分，是从事先进 复合材料基础研究、技术发展和人才教育的最重要的国家资源。主要研究领域为：先进的 树脂基复合材料；先进的金属基和陶瓷基复合材料；结构复合材料的测试、表征与模拟。 重点实验室成立以来，完成了国家一大批科研任务，取得了一批国家和省部级的高水平科 研成果，申报了 70 多项发明专利，发表论文约 700 篇。

（本文仅供参考，不代表我们的任何投资建议。如需使用相关信息，请参阅报告原文。）

来源：未来智库