军工新材料领域投资机会分析

中投顾问产业研究中心中投顾问·让投资更安全经营更稳健军工新材料领域投资机会分析军工新材料投资潜力中投顾问在《2016-2020年中国军工产业深度调研及投资前景预测报告》中指出，材料技术与信息技术、生物技术、能源技术一起，被认为是当今社会及今后相当长时间内总揽全局的高新技术。而用于军事领域的军用新材料技术是新一代武器装备的物质基础，也是当今军事领域的关键技术，加速发展军用新材料技术是保持军事领先的重要前提，世界各国对军用新材料技术的发展给与了高度重视。目前，世界范围内的军用新材料技术已有上万种，并以每年5%的速度递增，正向高功能化、超高能化、复合轻量和智能化的方向发展。军用新材料按其用途可分为结构材料和功能材料两大类。结构材料可以粗略的分为金属材料和复合材料，其中金属材料包括镁合金、铝合金、钛合金和高温合金等，其中高温合金以其优异的性能在军工领域应用广泛，而复合材料近年来发展迅猛，其用量已成为衡量军用装备先进性的重要标志。高温合金材料高温合金是在应力及高温（一般指600摄氏度以上）同时作用下，具有长时间抗蠕变能力与高的持久强度和高的抗蚀性的金属材料，主要特点包括优良的高温性能、承温能力强、综合性能优越、高温下强度高、变形加工困难等。高温合金可以分为传统高温合金和新型高温合金，传统高温合金包括变形高温合金和铸造高温合金，新型高温合金包括粉末高温合金、金属间化合物和ODS合金。高温合金主要应用于发动机等航空航天领域（航空、航天发动机、燃气轮机），另外由于具有优良的耐高温、耐腐蚀等性能，高温合金也逐渐被应用到电力、汽车、冶金、玻璃制造、原子能等工业领域，是不可或缺的重要结构材料。目前，其最大的应用还是航空航天领域，占总使用量的55%，其次是电力领域（20%）和机械领域（10%）。目前中国高温合金市场缺口较大，特别是高端领域主要依赖于进口，而国内总体产能仅为1.2万吨，大约6000吨供应航天和军工领域，3000吨供应汽车领域，3000吨供应民用市场和其他一些领域。随着国内对高温合金的需求持续增长，以及高温合金的准入门槛高，研发周期长等特点，我们预计市场缺口还将进一步扩大。中投顾问产业研究中心中投顾问·让投资更安全经营更稳健第2页图表我国高温合金行业的细分领域和主要参与者资料来源；中投顾问产业研究中心复合材料复合材料是指由两种或两种以上不同性能、不同形态的材料，通过复合工艺组合而成的新型材料。复合材料既能保持原材料的主要性能，又能通过复合效应与协同效应获得单一原材料不具备的性能，克服单一材料的缺点，从而满足各种不同的需求。（一）碳纤维复合材料碳纤维复合材料在各类军民装备中应用广泛：复合材料的兴起，特别是具备高强度、高模量、低比重碳纤维增强复合材料的出现，使其成为各类军民装备重要的候选材料之一。以航空工业为例，在目前国际先进军民用飞机中，复合材料用量持续增长。F-22战机与空客A380飞机的复合材料用量在20%-25%之间，而波音B787与空客A350的复合材料用量将突破50%，超越铝合金成为用量最大的材料。全球碳纤维市场需求接近200亿美金：碳纤维复合材料主要应用于航空航天领域，另外在风电、体育用品、汽车等领域也有广泛应用。2014年全球碳纤维市场需求为53500吨，总价值约为195.5亿美元，年增长率在6%-8%之间，预计到2020年需求可以达到89000吨。我国的复合材料发展方面取得了一定成绩，目前国内几乎所有在役军机均不同程度的采用了复合材料部件。但是与国际先进水平相比，我国碳纤维行业在技术创新能力、工艺装备、产品性能以及生产成本方面还有较大差距。一方面我国高性能碳纤维长期依赖进口，供需缺口达70%；另一方面，我国低端碳纤维产品扩张盲目，已出现了产能过剩的局面。（二）陶瓷基复合材料中投顾问产业研究中心中投顾问·让投资更安全经营更稳健第3页陶瓷基复合材料是以陶瓷为基体与各种纤维复合的一类复合材料。陶瓷基体可为氮化硅、碳化硅等高温结构陶瓷。这些先进陶瓷具有耐高温、高强度和刚度、相对重量较轻、抗腐蚀等优异性能，而其致命的弱点是具有脆性，处于应力状态时，会产生裂纹，甚至断裂导致材料失效。而采用高强度、高弹性的纤维与基体复合，则是提高陶瓷韧性和可靠性的一个有效的方法。纤维能阻止裂纹的扩展，从而得到有优良韧性的纤维增强陶瓷基复合材料。开始应用于航空发动机领域，未来有望替代高温合金：通用电气（GE）公司在F414改进型发动机上进行了陶瓷基复合材料（CMC）涡轮转子叶片的关键性试验，这是公司第一次在工作发动机中试验CMC材料。在GE公司将CMC材料应用于F136发动机静子部件之前，CMC材料已经广泛应用于航空航天领域。但最近的F414试验标志着CMC材料第一次应用于发动机旋转部件。应用CMC最关键的收益在于重量的降低，不仅材料本身比金属合金材料轻，同时也能减少冷却系统的重量。GE估计在GE90级别的发动机上采用CMC涡轮转子叶片将降低总重约455kg，相当于GE90-115发动机干质量的6%。GE与CFM国际合作公司共同开发的LEAP涡轮扇发动机，是下一代单通道飞机主要使用的发动机之一，目前已服务于空客A32neo和波音737MAX飞机，而LEAP发动机也是首个采用陶瓷基复合材料热端部件的商用喷气发动机。功能材料功能材料涉及信息技术、生物工程技术、能源技术、纳米技术、环保技术、空间技术、计算机技术、海洋工程技术等现代高新技术及其产业，不仅对高新技术的发展起着重要的推动和支撑作用，还对相关传统产业的改造和升级，实现跨越式发展起着重要的促进作用。中投顾问在《2016-2020年中国军工产业深度调研及投资前景预测报告》中指出，功能材料种类繁多，用途广泛，正在形成一个规模宏大的高技术产业群，有着十分广阔的市场前景和极为重要的战略意义。世界各国均十分重视功能材料的研发与应用，它已成为世界各国新材料研究发展的热点和重点，也是世界各国高技术发展中战略竞争的热点。在全球新材料研究领域中，功能材料约占85%。我国高技术863计划、国家重大基础研究973计划、国家自然科学基金项目中均安排了许多功能材料技术项目（约占新材料领域70%比例），并取得了大量研究成果。