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「蓝皮书试读」碳化硅纤维及其复合材料全球产业技术发展分析

「蓝皮书试读」碳化硅纤维及其复合材料全球产业技术发展分析

碳化硅纤维(SiC)是一种由等量的碳和硅两种元素按金刚石结构周期排列而成的陶瓷纤维,实际的碳化硅纤维中可能含有富余碳和部分氧等。碳化硅纤维的强度和模量均很高,其最大的特点是能够在空气中耐受 1000℃以上的高温而不发生任何变化,主要用于耐高温复合材料或在制备过程中需要经受高温处理的复合材料。

当今,SiC 纤维增强复合材料在轻质、高强度、耐高温、抗氧化等性能方面愈发优化,已经开始取代飞机发动机燃烧器、护罩、喷嘴以及发动机叶片中的合金材料。随着航空航天技术和国防工业建设的快速发展,商用及军用飞机发动机对 SiC 纤维的需求量将不断增加,SiC 纤维行业的发展有着广阔的市场空间及商业价值。据 Stratistics MRC 预测,SiC 纤维市场 2017 年估值为 2.5 亿美元,到2026 年将增长至 35.87 亿美元,2017 年至 2026 年的复合年增长率高达 34.4%。

全球 SiC 纤维市场被日本和美国占据。以“SiC fiber”为关键词,在专利库中检索相关专利数据,对比 Nippon Carbon、Ube Industries 和 COI ceramics 三家国际领军企业及我国近 40 年在专利方面的布局轨迹,可以更加清晰的分析我国 SiC 纤维的发展现状。

「蓝皮书试读」碳化硅纤维及其复合材料全球产业技术发展分析

图-三大巨头企业在 SiC 纤维方面各年份专利数量趋势图

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图-中国在 SiC 纤维方面各年份专利数量趋势图

根据上图所示,Nippon Carbon、Ube Industries 和 COI ceramics 三家巨头企业的专利布局大多集中在 1981 年到 2000 年,随后的十年间仅有少量专利布局,2012 年之后已无新的动态;相比之下,国内的专利布局在 2000 年左右起步,在近五年时间内达到高峰。由此可见,国外的 SiC 纤维制备技术在 2011 年之前已进入成熟期,而我国目前仍处于产业化技术攻关阶段,在追赶国际先进水平的道路上还需克服诸多关键技术难题。

为早日实现国家战略储备性新材料产业的崛起,材料委天津院建议从以下七个方面加以重视。第一,建议科研机构及企业需重点培养在该领域持续长久扎根研究的技术人员;第二,建议从制备纤维的关键设备入手,提高自主研发创新能力,从上游生产设备方面解决国产化问题;第三,建议在国内已突破的第二三代 SiC 纤维研制关键技术基础上,进一步提高质量稳定性和工业化能力;第四,建议科研机构、高校及企业站在国家高度实现技术共享;更多建议内容请查看全文。

以上内容节选自

《中国新材料技术发展蓝皮书》2018

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