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新型碳化硅陶瓷基复合材料材料资讯新型碳化硅陶瓷基复合材料陶瓷材料的耐高温、低密度、高比强、高比模、抗氧化和抗烧蚀等优异性能，使其具有接替金属作为新一代高温结构材料的潜力。
但是，陶瓷材料的脆性大和可靠性差等致命弱点又阻碍其实用化。
在发展的多种增韧途径中，连续纤维增韧陶瓷基复合材料（CFRCMC，简称CMC）最引人注目，它可以具有类似金属的断裂行为、对裂纹不敏感、没有灾难性损毁。
70代初期法国Bordeaux大学Naslain教授发明了化学气相渗透（Chemical Vapor Infiltration,CVI）制造连续纤维增韧碳化硅陶瓷基复合材料（简称CMC－SiC)的新方法并获得专利，现已发展成为工程化技术，尔后美国购买了此项法国专利。
CMC－SiC具有高比强、高比模、耐高温、抗烧蚀、抗氧化和低密度等特点，其密度为2～2.5g/cm3，仅是高温合金和铌合金的1/3～1/4，钨合金的1/9～1/10。
CMC－SiC主要包括碳纤维增韧碳化硅（C/SiC）和碳化硅纤维增韧碳化硅（SiC/SiC）两种，由于碳纤维价格便宜且容易获得，因而C/SiC成为SiC陶瓷基复合材料研究、考核与应用的首选。
CMC－SiC的应用可覆盖瞬时寿命（数十秒～数百秒）、有限寿命（数十分钟～数十小时）和长寿命（数百小时～上千小时）3类服役环境的需求。
用于瞬时寿命的固体火箭发动机，C/SiC的使用温度可达2800～3000℃；用于有限寿命的液体火箭发动机，C/SiC的使用温度可达2000～2200℃；用于长寿命航空发动机，C/SiC的使用温度为1650℃，SiC/SiC 为1450℃，提高SiC纤维的使用温度是保证SiC/SiC用于1650℃的关键。
由于C/SiC抗氧化性能较SiC/SiC差，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SiC/SiC。
因此CMC－SiC被认为是继碳－碳复合材料（C/C）之后发展的又一新型战略性材料，可大幅度提高现有武器装备和发展未来先进武器装备性能，发达国家都在竞相发展。
陶瓷基复合材料介绍一、材料定义与特性陶瓷基复合材料（Ceramic Matrix Composites，简称CMC）是一种以陶瓷为基体，复合增强体材料的高性能复合材料。
它具有高强度、高硬度、耐高温、抗氧化、耐腐蚀等优异性能，被广泛应用于航空航天、汽车、能源、化工等领域。
二、基体与增强体材料陶瓷基体的主要类型包括氧化铝、氮化硅、碳化硅、氮化硼等，它们具有高熔点、高硬度、耐腐蚀等特性。
增强体材料主要包括纤维、晶须、颗粒等，它们可以显著提高陶瓷基体的强度和韧性。
三、制备工艺与技术陶瓷基复合材料的制备工艺主要包括：热压烧结法、液相浸渍法、化学气相沉积法、粉末冶金法等。
其中，热压烧结法和液相浸渍法是最常用的制备工艺。
四、增强纤维与基体的界面增强纤维与基体的界面是影响陶瓷基复合材料性能的关键因素之一。
为了提高材料的性能，需要优化纤维与基体的界面特性，包括润湿性、粘结性、化学稳定性等。
五、材料的应用领域陶瓷基复合材料具有广泛的应用领域，主要包括：航空航天领域的发动机部件、机载设备；能源领域的燃气轮机叶片、核反应堆部件；汽车领域的刹车片、发动机部件；化工领域的耐腐蚀设备、管道等。
六、发展现状与趋势随着科技的不断进步，陶瓷基复合材料的研究和应用不断深入。
目前，国内外研究者正在致力于开发低成本、高性能的陶瓷基复合材料，并探索其在更多领域的应用。
同时，研究者还在研究如何更好地控制材料的微观结构和性能，以提高材料的综合性能。
七、挑战与机遇尽管陶瓷基复合材料具有许多优异的性能，但它们的制备工艺复杂、成本高，且存在易脆性等挑战。
然而，随着科技的不断进步和新材料的发展，陶瓷基复合材料的成本逐渐降低，应用领域也在不断扩大。
同时，随着环保意识的提高和能源需求的增加，陶瓷基复合材料在能源和环保领域的应用前景广阔。
因此，陶瓷基复合材料在未来仍具有巨大的发展潜力。
碳化硅陶瓷纤维行业分析报告及未来五至十年行业发展报告目录概述 (4)一、2023-2028年碳化硅陶瓷纤维行业企业市场突围战略分析 (5)(一)、在碳化硅陶瓷纤维行业树立“战略突破”理念 (5)(二)、确定碳化硅陶瓷纤维行业市场定位、产品定位和品牌定位 (5)1、市场定位 (5)2、产品定位 (6)3、品牌定位 (7)(三)、创新寻求突破 (8)1、基于消费升级的科技创新模式 (8)2、创新推动碳化硅陶瓷纤维行业更高质量发展 (9)3、尝试业态创新和品牌创新 (10)4、自主创新+品牌 (11)(四)、制定宣传计划 (12)1、策略一：学会做新闻、事件营销——低成本的传播工具 (12)2、策略二：学会以优秀的品牌视觉设计突出品牌特色 (12)3、策略三：学会使用网络营销 (13)二、碳化硅陶瓷纤维业发展模式分析 (13)(一)、碳化硅陶瓷纤维地域有明显差异 (13)三、2023-2028年碳化硅陶瓷纤维企业市场突破具体策略 (14)(一)、密切关注竞争对手的策略，提高碳化硅陶瓷纤维产品在行业内的竞争力 (14)(二)、使用碳化硅陶瓷纤维行业市场渗透策略，不断开发新客户 (14)(三)、实施碳化硅陶瓷纤维行业市场发展战略，不断开拓各类市场创新源 (15)(四)、不断提高产品质量，建立覆盖完善的服务体系 (15)(五)、实施线上线下融合，深化碳化硅陶瓷纤维行业国内外市场拓展 (15)(六)、在市场开发中结合渗透和其他策略 (16)四、2023-2028年碳化硅陶瓷纤维产业发展战略分析 (16)(一)、树立碳化硅陶瓷纤维行业“战略突围”理念 (16)(二)、确定碳化硅陶瓷纤维行业市场定位，产品定位和品牌定位 (17)1、市场定位 (17)2、产品定位 (18)3、品牌定位 (19)(三)、创新力求突破 (20)1、基于消费升级的技术创新模型 (20)2、创新促进碳化硅陶瓷纤维行业更高品质的发展 (21)3、尝试格式创新和品牌创新 (22)4、自主创新+品牌 (23)(四)、制定宣传方案 (24)1、学会制造新闻,事件行销－－低成本传播利器 (24)2、学习通过出色的品牌视觉设计突出品牌特征 (24)3、学会利用互联网营销 (25)五、碳化硅陶瓷纤维行业发展状况及市场分析 (25)(一)、中国碳化硅陶瓷纤维市场行业驱动因素分析 (25)(二)、碳化硅陶瓷纤维行业结构分析 (26)(三)、碳化硅陶瓷纤维行业各因素（PEST）分析 (27)1、政策因素 (27)2、经济因素 (28)3、社会因素 (28)4、技术因素 (29)(四)、碳化硅陶瓷纤维行业市场规模分析 (29)(五)、碳化硅陶瓷纤维行业特征分析 (29)(六)、碳化硅陶瓷纤维行业相关政策体系不健全 (30)六、碳化硅陶瓷纤维行业竞争分析 (31)(一)、碳化硅陶瓷纤维行业国内外对比分析 (31)(二)、中国碳化硅陶瓷纤维行业品牌竞争格局分析 (32)(三)、中国碳化硅陶瓷纤维行业竞争强度分析 (33)1、中国碳化硅陶瓷纤维行业现有企业的竞争 (33)2、中国碳化硅陶瓷纤维行业上游议价能力分析 (33)3、中国碳化硅陶瓷纤维行业下游议价能力分析 (33)4、中国碳化硅陶瓷纤维行业新进入者威胁分析 (34)5、中国碳化硅陶瓷纤维行业替代品威胁分析 (34)七、碳化硅陶瓷纤维企业战略实施要点 (34)(一)、打造自主品牌 (34)(二)、重塑企业价值链 (35)1、规范研发设计流程 (35)2、优化生产制造 (35)(三)、重视市场营销 (36)(四)、整合线上线下平台 (38)(五)、宏观环境下碳化硅陶瓷纤维行业的定位 (38)(六)、碳化硅陶瓷纤维行业发展趋势 (38)八、未来碳化硅陶瓷纤维企业发展的战略保障措施 (39)(一)、根据公司发展阶段及时调整组织结构 (39)(二)、加强人才培养和引进 (40)1、制定总体人才引进计划 (40)2、渠道人才引进 (41)3、内部员工竞聘 (41)(三)、加速信息化建设步伐 (42)九、关于未来5-10年碳化硅陶瓷纤维业发展机遇与挑战的建议 (42)(一)、2023-2028年碳化硅陶瓷纤维业发展趋势展望 (42)(二)、2023-2028年碳化硅陶瓷纤维业宏观政策指导的机遇 (43)(三)、2023-2028年碳化硅陶瓷纤维业产业结构调整的机遇 (43)(四)、2023-2028年碳化硅陶瓷纤维业面临的挑战与对策 (44)概述近年来，碳化硅陶瓷纤维行业市场火爆，其应用场景跨越式发展的根本原因在于技术、安全和多样性的创新。
SiC结构陶瓷陶瓷基复合材材料的生产、科研及应用现状评述引言根据增韧方式的不同, 陶瓷基复合材料分为颗粒、晶须、层状和连续纤维增韧陶瓷基复合材料。
四种陶瓷基复合材料的强度和断裂韧性依次增加。
其中前两种复合材料具有各向同性, 后两种复合材料具有各向异性。
连续纤维增韧陶瓷基复合材料(CMC)可以从根本上克服陶瓷脆性, 是陶瓷基复合材料发展的主流方向。
根据复合材料组成不同, 连续纤维增韧陶瓷基复合材料分为玻璃基、氧化物基和非氧化物基复合材料, 工作温度依次提高。
玻璃基复合材料、氧化物基复合材料和非氧化物基复合材料分别具有低成本、抗氧化和高性能的优点[1]。
连续纤维增韧碳化硅陶瓷基复合材料( CMC-SiC) 是目前研究最多、应用最成功和最广泛的陶瓷基复合材料, CMC- SiC 具有高比强、高比模、耐高温、抗烧蚀、抗氧化和低密度等特点, 其密度为2~ 2. 5 g/ cm3, 仅是高温合金和铌合金的1/ 3~ 1/ 4, 钨合金的1/ 9~ 1/ 10。
CMC- SiC 主要包括碳纤维增韧碳化硅( C/ SiC) 和碳化硅纤维增韧碳化硅( SiC/ SiC) 两种。
1 CMC-SiC的生产现状在连续纤维的生产制备方面，SiC纤维按其直径的大小分为大直径与小直径两类。
大直径SiC纤维一般是以钨丝或碳丝为中心化学气相沉积制备的, 直径超过100μm, 不易编织, 多用于金属基复合材料的增强相; 小直径SiC 纤维是由聚合物先驱体转化制备而来, 直径十几微米, 可编织性强, 多用于陶瓷基复合材料的增强相[2]。
自从20世纪70年代日本Y a jima 教授发明SiC 纤维以来, SiC纤维已经有了Nicalon、Tyrannol、Salramic三个商品系列, 我国成为继日本与美国之后第三个生产SiC纤维的国家, 生产的KD 系列SiC 纤维主要性能指标基本接近于国外第一代Nicalon纤维。
在CMC-SiC生产方面，法国Snecma公司生产的CMC-SiC 调节片、密封片已装机使用近10 年。
碳化硅陶瓷纤维行业洞察报告及未来五至十年预测分析报告目录申明 (4)一、碳化硅陶瓷纤维行业政策环境 (4)(一)、政策持续利好碳化硅陶瓷纤维行业发展 (4)(二)、碳化硅陶瓷纤维行业政策体系日趋完善 (5)(三)、一级市场火热,国内专利不断攀升 (5)(四)、宏观环境下碳化硅陶瓷纤维行业定位 (6)(五)、“十三五”期间碳化硅陶瓷纤维业绩显著 (6)二、碳化硅陶瓷纤维行业政策背景 (7)(一)、政策将会持续利好碳化硅陶瓷纤维行业发展 (7)(二)、碳化硅陶瓷纤维行业政策体系日趋完善 (7)(三)、碳化硅陶瓷纤维行业一级市场火热,国内专利不断攀升 (8)(四)、宏观经济背景下碳化硅陶瓷纤维行业的定位 (8)三、碳化硅陶瓷纤维企业战略目标 (9)四、2023-2028年碳化硅陶瓷纤维业市场运行趋势及存在问题分析 (9)(一)、2023-2028年碳化硅陶瓷纤维业市场运行动态分析 (9)(二)、现阶段碳化硅陶瓷纤维业存在的问题 (10)(三)、现阶段碳化硅陶瓷纤维业存在的问题 (10)(四)、规范碳化硅陶瓷纤维业的发展 (12)五、碳化硅陶瓷纤维行业（2023-2028）发展趋势预测 (13)(一)、碳化硅陶瓷纤维行业当下面临的机会和挑战 (13)(二)、碳化硅陶瓷纤维行业经营理念快速转变的意义 (14)(三)、整合碳化硅陶瓷纤维行业的技术服务 (14)(四)、迅速转变碳化硅陶瓷纤维企业的增长动力 (14)六、碳化硅陶瓷纤维企业战略实施要点 (15)(一)、打造自主品牌 (15)(二)、重塑企业价值链 (16)1、规范研发设计流程 (16)2、优化生产制造 (16)(三)、重视市场营销 (17)(四)、整合线上线下平台 (19)(五)、宏观环境下碳化硅陶瓷纤维行业的定位 (19)(六)、碳化硅陶瓷纤维行业发展趋势 (19)七、碳化硅陶瓷纤维业的外部环境及发展趋势分析 (20)(一)、国际政治经济发展对碳化硅陶瓷纤维业的影响 (20)(二)、国内政治经济发展对碳化硅陶瓷纤维业的影响 (21)(三)、国内突出经济问题对碳化硅陶瓷纤维业的影响 (21)八、碳化硅陶瓷纤维行业未来发展机会 (22)(一)、在碳化硅陶瓷纤维行业中通过产品差异化获得商机 (22)(二)、借助碳化硅陶瓷纤维行业市场差异赢得商机 (23)(三)、借助碳化硅陶瓷纤维行业服务差异化抓住商机 (23)(四)、借助碳化硅陶瓷纤维行业客户差异化把握商机 (23)(五)、借助碳化硅陶瓷纤维行业渠道差异来寻求商机 (24)九、碳化硅陶瓷纤维行业企业差异化突破战略 (24)(一)、碳化硅陶瓷纤维行业产品差异化获取“商机” (24)(二)、碳化硅陶瓷纤维行业市场分化赢得“商机” (25)(三)、以碳化硅陶瓷纤维行业服务差异化“抓住”商机 (25)(四)、用碳化硅陶瓷纤维行业客户差异化“抓住”商机 (26)(五)、以碳化硅陶瓷纤维行业渠道差异化“争取”商机 (26)十、关于未来5-10年碳化硅陶瓷纤维业发展机遇与挑战的建议 (27)(一)、2023-2028年碳化硅陶瓷纤维业发展趋势展望 (27)(二)、2023-2028年碳化硅陶瓷纤维业宏观政策指导的机遇 (27)(三)、2023-2028年碳化硅陶瓷纤维业产业结构调整的机遇 (28)(四)、2023-2028年碳化硅陶瓷纤维业面临的挑战与对策 (28)申明中国的碳化硅陶瓷纤维业在当前复杂的商业环境下逐步发展，呈现出一个积极整合资源以提高粘连性的耐寒时代。
1 2018年陶瓷基复合材料CMC与碳化硅纤维行业分析报告 2
正文目录 陶瓷基复合材料（CMC）：新型战略性热结构材料 .......................................... 4 CMC材料性能优异，由陶瓷基体与纤维组成 ................................................... 4 CMC材料是航空/火箭发动机的理想材料 ......................................................... 6 航空发动机的构成与选材要素............................................................................ 6 CMC材料应用于航空发动机的优缺点 ............................................................... 8 CMC材料的应用及进展 ..................................................................................... 10 CMC材料研制的难点与国外进展 ..................................................................... 10 国内总体上处于应用研究阶段.......................................................................... 13 碳化硅纤维是制备CMC材料的关键 ................................................................ 14 CMC材料制备工艺 ............................................................................................. 14 碳化硅纤维的研究进展...................................................................................... 15 国外已发展出三代碳化硅纤维，高温稳定性逐渐提升.................................. 15 国内已突破各项关键技术，但生产规模与批次间稳定性仍需提高.............. 16 航空航天将推动CMC产业发展 ........................................................................ 17 发达国家起步早，巨头GE投资扩产彰显CMC价值 ..................................... 17 航空、航天两大领域引领CMC需求 ................................................................ 18 CMC产业链梳理 ................................................................................................. 21 相关建议.............................................................................................................. 23 风险提示.............................................................................................................. 23
图目录 图1：陶瓷基复合材料的构成 ............................................................................. 4 图2：CMC材料与其他材料性能对比 ................................................................. 5 图3：涡扇航空发动机的构成 ............................................................................. 7 图4：CMC材料相对于高温合金的优势和劣势 ................................................. 9 3
图5：CMC材料在不同温度下的使用寿命及应用 ........................................... 10 图6：CMC材料的研究进展 ............................................................................... 11 图7：F-100发动机调节片由CMC材料制成 .................................................... 12 图8：陶瓷基复合材料材料的制备工艺 ........................................................... 14 图9：三代碳化硅纤维结构组成和性能对比 ................................................... 16 图10：通用公司F414发动机 ............................................................................ 18 图11：美国战斗机各代次占比 ......................................................................... 20 图12：中国战斗机各代次占比 ......................................................................... 20 图13：21世纪以来中国各年航天发射次数 .................................................... 21 图14：CMC材料产业链 ..................................................................................... 22
表目录 表1：CMC材料在航空发动机上的应用 ........................................................... 13 表2：三种制备工艺对比 ................................................................................... 15 表3：国内碳化硅纤维制备技术现状 ............................................................... 16 表4：国内主要的CMC生产及研制单位 .......................................................... 22 表5：国内主要的碳化硅纤维生产及研制单位 ............................................... 23 4
陶瓷基复合材料（CMC）：新型战略性热结构材料 CMC材料性能优异，由陶瓷基体与纤维组成 陶瓷基复合材料（CMC），陶瓷基体与纤维取长补短。CMC材料是指将陶瓷基体和纤维增强材料复合而成的材料，使得陶瓷基体和纤维增强材料在性能上取长补短，形成互补。 陶瓷具有耐高温、低密度、高比强、高比模等特性，但同时，它对缺陷的敏感性和体积的敏感性，导致其具有脆性大和可靠性差的致命弱点，限制了实用 化。 纤维具有连续性、高强度、高弹性等特点，是提高陶瓷基体韧性和可靠性的有效途径。CMC材料主要由陶瓷基体、增强纤维和界面层组成。CMC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，通常由增强纤维、界面层和陶瓷基体三部分组成。 陶瓷基体：陶瓷基体是复合材料重要的组成部分，其主要成分和结构对材料综合性能具有重要的影响 增强纤维：纤维作为复合材料的主要承力部分，对材料的性能具有决定性作用。其影响因素包括：纤维型号、纤维的体积含量以及纤维的编织方法等。 界面层：界面层是处于复合材料纤维和基体之间的一个局部微小区域，虽然其在复合材料中所占的体积分数不到10%，却是影响陶瓷基复合材料力学性能、抗环境侵蚀能力等性能的关键因素，主要有热解碳界面层（PyC）、BN界面层和复合界面层。
图1：陶瓷基复合材料的构成
CMC材料可以根据陶瓷基体和增强纤维的不同进行分类，连续碳化硅纤维 5
增韧碳化硅陶瓷基复合材料（SiC/SiC CMC）是目前国际公认的最有潜力的发动机热结构材料之一。 按增强纤维分类：CMC材料的增强纤维可以分为碳化硅纤维、碳纤维和氧化物纤维，其中碳化硅纤维由于其在耐热性方面的卓越性能，正日益受到航空发 动机领域的关注，目前碳化硅纤维的生产大多集中在国外。 按基体分类：能够用作CMC材料基体的陶瓷主要有三类，即非氧化物陶瓷 （SiC）、氧化物陶瓷（Al2O2）和玻璃陶瓷，其中碳化硅陶瓷在航空发动机的热端部件上取得了广泛应用。 CMC材料性能优异：耐高温、密度低。CMC材料具有耐高温、高强度、抗氧化、抗腐蚀、耐磨损等一系列优越性能。CMC材料与其主要的竞争对手镍钴高温合金、钛合金等相比，不但耐高温性能很高，密度也比镍钴高温合金、钛合金等低。
图2：CMC材料与其他材料性能对比
