《军工材料行业深度报告：异“材”秀出千林表-220401（122页）.pdf》由会员分享，可在线阅读，更多相关《军工材料行业深度报告：异“材”秀出千林表-220401（122页）.pdf（122页珍藏版）》请在三个皮匠报告上搜索。

1、 1 军工材料深度报告：军工材料深度报告： 异“材”秀出千林表异“材”秀出千林表 行业分类：国防军工 2022 年 4 月 1 日 中航军工研究 股市有风险 入市须谨慎 中航证券研究所发布中航证券研究所发布 证券研究报告证券研究报告 请务必阅读正文后的免责条款部分请务必阅读正文后的免责条款部分 联系地址：北京市朝阳区望京街道望京东园四区2号楼中航产融大厦中航证券有限公司 公司网址： 联系电话： 传真： 军工材料乃是军工材料乃是军工行业之基石军工行业之基石 军工材料是按材料用途分类的重要应用领域。由于军工装备工作环境的苛刻性，军工材料多需要在极端条

2、件下能够正常工作，尤其是航空航天对结构材料要求更高， 因此这些军工材料一般需要具有高强度、 耐高温、 耐高强度、 耐高温、 耐腐蚀、 低密度等多种性能特点腐蚀、 低密度等多种性能特点。 对于此类具有优异特性和功能， 能满足军用高性能需求的材料，我们称为军工材料或军工高端材料。 1 1、先进军工材料打造先进武器装备、先进军工材料打造先进武器装备 “一代武器、一代材料” 。“一代武器、一代材料” 。在各个时代，最先进的技术最早往往为军事用途服务。材料在国防工业中占据着举足轻重的作用，而军工新材料是高端武器装备发展的先决要素。以航空发动机为例，其性能的改进一半靠材料。据航空发动机的发展趋势及其对材料

3、的需求预测，新材料、新工艺和新结构对推重比 12-15 一级发动机的贡献率将达到 50%以上， 从未来发展来看， 甚至可占约 2/3。 可以说没有先进的材料和制造技术就没有更先进的航空发动机。因此军工新材料是新一代武器装备的物质基础，也是当今世界军事领域的关键技术。世界各国对军用新材料技术的发展给予了高度重视，加速发展军用新材料技术是保持军事领先的重要前提。 军工新材料技术是决定武器装备性能与水平的重要因素。军工新材料技术是决定武器装备性能与水平的重要因素。高效低成本树脂基弹箭复合材料研制成功及其在战略和战术弹箭上的应用，显著改进了武器装备战技指标，大大地增加了战略导弹的射程；轻型反坦克导弹的

4、增程，主要依赖于碳纤维/玻纤混杂增强环氧复合材料发动机壳体、有机硅耐烧蚀涂料和橡胶基复合材料防护层的成功研制于应用； 四代战斗机的 “4S”性能特点（隐形、超音速巡航能力、超机动能力、超级信息优势） ，十分依赖新材料技术的发展与应用。 军工新材料引领技术发展，奠定我国整体材料基础。军工新材料引领技术发展，奠定我国整体材料基础。军工新装备的牵引是我国的高端新材料技术快速发展的动力源之一，尤其是在国外封锁的环境下， 军工材料是我国新材料技术的突破口， 通过近几年的发展， 可以看到我国正逐渐打破西方列强的围剿封锁。以碳纤维为例，以往国际碳纤维行业主要市场被美日等国垄断，但随着我国国家的重点扶持，以及

5、如光威复材、 中简科技等企业的不懈努力， 通过军品的研发供应， 我国在高性能碳纤维方面取得了十足的进步，为未来高端民用市场奠定了基础。 军工材料正向着“轻量化、高性能化、多功能化”等方向发展。军工材料正向着“轻量化、高性能化、多功能化”等方向发展。在航空航天领域，轻量化意味着飞行器在节省燃油的同时扩大了作战半径，提高 基础数据基础数据（2022.3.31） 中证军工龙头指数中证军工龙头指数 3560.04 上证综指上证综指 3252.20 深证成指深证成指 12118.25 创业板指创业板指 2659.49 近五年近五年中证军工龙头指数走势对比图中证军工龙头指数走势对比图 资料来源：wind，

6、中航证券研究所 分 析 师 证书编号 张超 S064051907001 分 析 师 证书编号 梁晨 S064051908001 联系人 邮箱 梁晨 00750-60%-30%0%30%60%90%120%成交金额成交金额(亿元亿元)沪深沪深300军工龙头军工龙头 2 中航证券研究所发布中航证券研究所发布 证券研究报告证券研究报告 请务必阅读正文之后的免责声明部分请务必阅读正文之后的免责声明部分 军工材料报告：异“材”秀出千林表 了战场生存力和战斗力，因此发展趋势是采用轻质、高强、高模材料，从而提高结构效率。高性能化是军工新材料从始至终贯穿的要求，这种性能体现在多方面，

7、既可以是力学强度、 韧性方面， 也可以是耐高温性能方面等，此外，由于武器装备对可靠性的高要求，军工材料具有性能高于经济性的特点。 新型号、新装备放量，对高性能材料需求明显增加。新型号、新装备放量，对高性能材料需求明显增加。目前在新型武器装备的应用中，钛合金、高温合金、以及复合材料（碳纤维等）等高性能军工材料脱颖而出， 市场空间不断增长。 以航空领域对材料需求来看， 目前机体结构材料大量使用复合材料、钛合金，并且用量不断创新高。 2 2、 “十四五”军工材料迎来快速扩张， “军转民”带来第二增长动力、 “十四五”军工材料迎来快速扩张， “军转民”带来第二增长动力 下游列装加速，上游材料供不应求。

8、下游列装加速，上游材料供不应求。进入“十四五”我国军工装备加速建设，新型号军机的快速列装，以及导弹“数量级”增量建设等都对上游材料形成了强劲的需求。 叠加 “自主可控” 增量以及新型号装备中高端高性能材料应用比例增加， 目前军工产业链中， 上游材料呈现出较为强烈的 “供不应求” ，同时也表现出相较于下游更高的业绩增加弹性。 企业积极扩产， “十四五”军工材料产能至少翻番增长。企业积极扩产， “十四五”军工材料产能至少翻番增长。在军工上游材料整体供不应求的环境下，近年军工材料公司相继出台了扩产计划，我们统计了主要军工材料领域上市公司的扩产计划， 预计到 “十四五” 末期产能至少实现翻番增长，高温

9、合金产能增长 157%、碳纤维产能增加 210%、钛合金产能增加 138%。再考虑到新产能爬坡的情况，我们预计军工材料“十四五”期间景气度整体无忧。同时，钛合金、高温合金、碳纤维“十四五”期间市场需求有望维持稳定高速增长，市场空间逐渐打开。我们预计高端钛合金、碳纤维、高温合金三种材料“十四五”期间市场需求的复合增速分别为 20%、25%以及 16%，到 2025 年三种材料市场规模将分别突破 100 亿元、200 亿元以及 300 亿元。 高端材料“民用”市场给企业带来第二增长动力。高端材料“民用”市场给企业带来第二增长动力。除去军品方面的快速增长，材料技术的成熟也给行业带来了广阔的“民用”市

10、场，为相关领域带来第二增长动力。碳纤维方面，凭借轻量化、高强高模等优异性能，在风电、 氢能储存等新能源领域展现出了良好的前景； 高温合金方面， 在两机专项的政策支持下，我国目前航空发动机方面将迎来快速发展，但燃气轮机方面， 目前仍正在启动中， 随着技术的成熟， 也有望给高温合金市场再添发展动能。 “大飞机”蓄势待发，民机市场方兴未艾。“大飞机”蓄势待发，民机市场方兴未艾。在第十三届中国航展上，商飞公布了最新的预测年报，同时波音也发布了最新的中国民航市场展望报告，都上调了中国民机的市场空间，预计未来 20 年，民机市场空间在 9-9.5 万亿之间。那么随着 C919 的问世，将推动全球民机市场格

11、局由原来的“AB”向“ABC”发展。在自主化要求的环境下，对于这些给航空军机配套的上游材料企业来说，将提供新的市场增量。 金属材料金属材料新型、高端金属材料有着难以替代的地位新型、高端金属材料有着难以替代的地位 1 1、钛合金、钛合金新型武器装备的明星金属新型武器装备的明星金属 VViZqUfUkZvVfWXYdU9P8QaQtRpPsQnPlOnNnRjMnNsNaQqQyRNZqQvNvPqRpQ 3 中航证券研究所发布中航证券研究所发布 证券研究报告证券研究报告 请务必阅读正文之后的免责声明部分请务必阅读正文之后的免责声明部分 军工材料报告：异“材”秀出千林表 钛合金凭借其密度低、比强度

12、高、耐蚀性好、导热率低等特点，在航空航天、 船舶军舰等领域中广泛应用。 目前， 我国钛行业结构性调整已初见成效， 已由过去的中低端化工、 冶金和制盐等行业需求， 正快速转向中高端的军工、 高端化工(PTA 装备)和海洋工程等行业发展， 行业利润由上述中低端领域正逐步快速向以军工为主要需求的高端领域转移。 伴随着 “十四五” 的到来， 高端军用钛合金在下游需求旺盛的环境下， 供不应求， 行业迎来高端产能快速扩张的窗口期。 2 2、高温合金、高温合金现代物理冶金学和冶金工艺的集大成材料现代物理冶金学和冶金工艺的集大成材料 高温合金凭借其耐高温、 高强度、 耐腐蚀、 抗疲劳等特点， 在航空航天、船舶

13、军舰等领域应用广泛，是动力装置向更高性能发展的重要物质基础。现阶段我国高温合金产业整体呈现出供不应求的态势，目前全球高温合金技术集中在老牌军事强国美、 欧、 俄手中， 我国高温合金产业在近些年加速追赶。随着我国在高性能航空航天发动机的研发力度不断加大，技术经验稳步积累，高温合金产业已经进入快速发展阶段。 3 3、铝合金、铝合金军事工业中应用最广泛的金属结构材料军事工业中应用最广泛的金属结构材料 铝合金凭借其低密度、高强度、高模量、耐腐蚀等特点，在航空航天、船舶军舰等领域应用广泛， 是整机设备向更轻质化发展的重要途径。 目前，我国航天航空领域和船舶制造领域的高端铝合金已经可以实现自主生产，不过由

14、于技术积累薄弱、生产工艺控制不够等原因，产品性能均匀性较差或者合格率偏低， 相较于国外成本控制还存在差距。 但随着经验积累、 关键技术的逐步突破，产业链正不断向高端领域深化发展。 高性能纤维及复合材料高性能纤维及复合材料应用占比不应用占比不断提升，性能改善空间大断提升，性能改善空间大 1 1、碳纤维及其复合材料、碳纤维及其复合材料国防战略性先进材料国防战略性先进材料 碳纤维及其复合材料凭借其低密度、 高强度、 高模量、 高稳定性的特点，在航空航天、 汽车船舶等领域应用广泛， 引领着轻质化材料的浪潮。 碳纤维产业的发展受到国家政策的大力扶持，碳纤维在中国制造 2025 中被列为关键战略材料之一。

15、目前我国已经从上游碳纤维本身打破了国外的封锁，尽管在成本控制上仍然存在差距，但随着高性能碳纤维在武器装备上规模化应用，有望进一步拉动整个产业的良性发展。目前国内航空航天领域对高性能碳纤维的需求持续快速增长。国内高性能碳纤维产能严重不足，进口替代空间大。随着国产碳纤维产业高性能化和规模化、低成本化进程的深入快速发展，行业有望充分受益于市场需求拉动。 2 2、芳纶纤维及其复合材料、芳纶纤维及其复合材料防弹装甲的优质材料防弹装甲的优质材料 芳纶纤维具有优异的阻燃耐高温和高强高模特性，一直是国防军工领域的关键基础材料，主要用于军警作战服、蜂窝结构材料，防弹衣、防弹装甲等。芳纶纤维产品主要有间位芳纶和对

16、位芳纶两种，国内对位芳纶国产自给率仅有 23%，存在巨大的替代空间，而间位芳纶，我国虽然产能充足，但从产品形态来看都是低端的工业过滤材料，急需向高端发展。目前从全球竞争来看， 行业基本被国外巨头所垄断， 但国内厂商经过自主发展， 目前已经可以实现产业化，未来有望在国际舞台上进行竞争。随着芳纶在国防 4 中航证券研究所发布中航证券研究所发布 证券研究报告证券研究报告 请务必阅读正文之后的免责声明部分请务必阅读正文之后的免责声明部分 军工材料报告：异“材”秀出千林表 军工、安全环保等领域应用的不断扩大，国内芳纶市场需求将迎来快速增长。 3 3、超高分子量聚乙烯纤维、超高分子量聚乙烯纤维个体防弹防护

17、领域的首选纤维个体防弹防护领域的首选纤维 超高分子量聚乙烯 （UHMWPE） 纤维是目前世界上比强度和比模量最高的纤维，被广泛应用于军事装备、海洋产业、安全防护、体育器械等领域。UHMWPE 纤维是防弹装备的首选材料，正在替代芳纶纤维，同时随着技术的不断进步，UHMWPE 纤维未来在航空航天、国防装备的应用将不断拓展。目前我国军用占比仍然很低，未来需求修复有望带动高端军用 UHMWPE 纤维的快速增长，同时随着国内 UHMWPE 纤维性能的提升，国产替代也将带动行业增速上行。 其他结构及功能材料其他结构及功能材料军工应用前景广阔的结构、功能性材料军工应用前景广阔的结构、功能性材料 1 1、隐身

18、材料、隐身材料武器装备隐身的物质基础武器装备隐身的物质基础 隐身材料是具有隐身功能材料的一种统称，产品形态主要可分为涂层材料和结构材料两种，下游具体应用主要是国防军工领域。随着武器装备侦查手段以及现代电子战的快速发展，新型武器装备对应的雷达、红外隐身材料应用无论是从深度还是广度都有所提升。目前我国在隐身材料方面的技术已经达到了世界前列，但整体的商业化进程仍处于初期，随着新型武器装备的批产，将带动隐身材料需求应用，尤其是新型号装备的加速列装，隐身材料的单装占比有望不断提升。 2 2、陶瓷材料、陶瓷材料军军工结构和电子信息的关键材料工结构和电子信息的关键材料 陶瓷材料 （特指先进陶瓷材料） 由于其

19、耐高温以及独特的电学特性广泛被应用于结构材料以及电子领域。 作为结构材料， 可成熟应用于战略导弹、火箭发动机热结构件以及各类卫星天线窗的保护框等方面，在电子陶瓷方面，随着武器装备信息化的加速，我国陶瓷电容器在军工领域的需求不断增大，随着技术的成熟未来有望带动军转民的发展。总体而言国内先进陶瓷总体水平与国外相比还存在一定的差距。但当前国家正不断为战略新兴产业的发展配置资源和政策，作为基础原材料和核心部件的先进陶瓷必将迎来快速发展。 5 中航证券研究所发布中航证券研究所发布 证券研究报告证券研究报告 请务必阅读正文之后的免责声明部分请务必阅读正文之后的免责声明部分 军工材料报告：异“材”秀出千林表

20、 目录目录 一、军工行业之基石军工材料 . 7 1、材料是人类发展的物质基础 . 7 2、新材料促进技术发展与产业升级，扶持政策不断深化 . 10 3、军工新材料是高端武器装备发展的先决要素 . 11 4、“十四五”军工材料迎来快速扩张，“军转民”带来第二增长动力 . 14 5、重点军工材料企业 . 16 二、金属材料篇 . 18 1、钛合金新型武器装备的明星金属 . 18 1.1、钛合金性能优良，在军工装备中应用广泛 . 18 1.2、中游高端钛材研发及制造是产业链核心壁垒 . 23 1.3、高端钛合金市场迎来快速发展期 . 26 1.4、钛合金的“百货商店”与“专卖店”式竞争格局 . 28

21、 1.5、小结 . 31 2、高温合金现代物理冶金学和冶金工艺的集大成材料 . 32 2.1、高温合金是现代航空发动机的基石 . 32 2.2、分类多、品种多，对研发实力、经验积淀要求高 . 35 2.3、高温合金供不应求， “两机专项”拉动需求 . 38 2.4、竞合关系为主，共同满足市场需求 . 42 2.5、小结 . 46 3、铝合金军事工业中应用最广泛的金属结构材料 . 47 3.1、低成本及高模量，军工行业竞争优势明显的结构材料 . 47 3.2、产业链正在向高端铝材方向深化发展 . 53 3.3、中国已经成为世界最大的铝产业制造和消费国 . 56 3.4、低端竞争激烈，共同开拓航空

22、等高端铝合金市场 . 57 3.5、小结 . 58 三、高性能纤维及复合材料篇 . 59 1、碳纤维及其复合材料国防战略性先进材料 . 59 1.1、国防装备关键材料，性能优异 . 59 1.2、产业链核心在碳纤维制备，技术壁垒高 . 66 1.3、碳纤维需求快速增长，国产替代空间巨大 . 70 1.4、打破国际垄断，共同构建国内高端碳纤维话语权 . 75 1.5、小结 . 78 2、芳纶纤维及其复合材料防弹装甲的优质材料 . 79 2.1、坚韧、耐冲击，广泛用于防弹及武器装甲上 . 79 2.2、芳纶纤维产业链上的两种芳纶材料 . 81 2.3、我国芳纶需求快速增长，但自给率低，进口替代空间

23、大 . 83 2.4、国际大公司占产能大头，国内公司正奋起直追 . 84 6 中航证券研究所发布中航证券研究所发布 证券研究报告证券研究报告 请务必阅读正文之后的免责声明部分请务必阅读正文之后的免责声明部分 军工材料报告：异“材”秀出千林表 2.5、小结 . 85 3、超高分子量聚乙烯纤维个体防弹防护领域的首选纤维 . 86 3.1、比强度、比模量最高，理想的防弹、防刺安全防护材料 . 86 3.2、上游 UHMWPE 供应稳定，干法工艺国内有待突破 . 88 3.3、供不应求态势明显，军事装备升级有望进一步拉动需求增长 . 91 3.4、我国是 UHMWPE 纤维的大国，但不是强国 . 92

24、 3.5、小结 . 94 四、其他重点结构及功能材料篇 . 95 1、隐身材料武器装备隐身的物质基础 . 95 1.1、隐身材料是军工装备隐身技术发展过程中的核心环节 . 95 1.2、工艺种类多，行业壁垒高 . 101 1.3、装备隐身材料深度广度不断提升，促进市场规模的快速提升 . 104 1.4、商业化处于初期，军用需求加大促进扩产 . 106 1.5、小结 . 107 2、陶瓷材料军工结构和电子信息的关键材料 . 108 2.1、陶瓷材料是无机非金属材料的重要成员，军工应用主要集中在结构材及电子器件方面 108 2.2、产业链中粉体制备是最核心的技术之一 . 113 2.3、先进陶瓷各

25、种功能不断发掘，市场容量进一步提升 . 115 2.4、先进陶瓷企业数量多、规模小，核心技术基本依赖引进 . 118 2.5、小结 . 120 7 中航证券研究所发布中航证券研究所发布 证券研究报告证券研究报告 请务必阅读正文之后的免责声明部分请务必阅读正文之后的免责声明部分 军工材料报告：异“材”秀出千林表 一、军工行业之基石一、军工行业之基石军工材料军工材料 1 1、材料是人类发展的物质基础、材料是人类发展的物质基础 材料是人类赖以生存和发展的物质基础，但不是所有物质都可以称为材料。燃料和化学原料、工业化学品、食物和药物，一般都不算是材料。一般材料是指人类用于制造用于制造物品、器件、构件、

26、机器或其他产品物品、器件、构件、机器或其他产品的那些物质的那些物质。材料有众多的分类方式，包括按化学组成化学组成、尺寸形态尺寸形态、结晶状态结晶状态以及功能用途功能用途等分类。还可以按物理性质物理性质（半导体材料、磁性材料、高强度材料、高温材料、超导材料等） 、物理效应（压电材料、光电材料、激光材料、记忆材料等）以及材料用途材料用途（军工材料、生物材料、电子材料、建筑材料等）等进行分类。 图表 1：材料的主要分类及定义 分类分类 种类种类 定义定义 化学化学组成组成 金属材料金属材料 金属元素或以金属元素为主构成的具有金属特性的材料的统称。包括纯金属、合金、金属间化合物和特种金属材料等。 无机

27、非金属材料无机非金属材料 某些元素的氧化物、碳化物、氮化物、卤素化合物、硼化物以及硅酸盐、铝酸盐、磷酸盐、硼酸盐等物质组成的材料。 有机高分子材料有机高分子材料 可简称高分子材料，又称聚合物或高聚物材料，由相对分子质量较高的化合物构成的材料。 复合材料复合材料 由两种或两种以上物理化学性质不同的物质，经人工组合而成的多相固体材料。 尺寸尺寸形态形态 零维材料 粒子形态的材料，通常粒子大小处于纳米尺度范围(1-100nm)或由它们作为基本单元构成的材料。 一维材料 线状、丝状形态的材料，通常为各类纤维材料。 二维材料 面状形态的材料，一般为各类膜材料。 三维材料 块状形态材料。 结晶结晶状态状态

28、 单晶质材料 有一个比较完全的晶粒构成的材料，如单晶纤维、单晶硅等。 多晶质材料 由许多晶粒组成的材料，其性能与晶体大小和晶界的性质有密切的关系。 非晶态材料 由原子或分子排列远程无序的固体材料，如玻璃、高分子材料等。 准晶态材料 不符合晶体的对称条件，但呈一定的周期有序排列的类似于晶态的固体。 功能功能用途用途 结构材料 具有较好的力学性能（比如强度、韧性及高温性能等）的材料。 功能材料 具有特殊的电、磁、热、光等物理性能或化学性能的材料。利用材料结构力学功能以外的其他功能的材料。 资料来源：中航证券研究所整理 8 中航证券研究所发布中航证券研究所发布 证券研究报告证券研究报告 请务必阅读正

29、文之后的免责声明部分请务必阅读正文之后的免责声明部分 军工材料报告：异“材”秀出千林表 以化学成分来分类主要分为： 金属材料金属材料 （包括各类金属和合金） 、 无机非金属材料无机非金属材料 （如玻璃、 陶瓷、碳纤维等） 、有机高分子材料有机高分子材料（如合成塑料、有机纤维、橡胶、天然的羊毛棉花等） 、复合材料复合材料（由两种以及两种以上的材料组成，如水泥、碳纤维复合材料等） 。在工业时代，由于人类社会冶炼及生产技术的快速提高，金属材料的应用得到了快速的发展，随着 21 世纪的到来，人们对材料性能多元化发展的要求不断提升以及新材料技术的不断突破，高分子材料、无机非金属材料（陶瓷材料）以及复合材

30、料等新材料高分子材料、无机非金属材料（陶瓷材料）以及复合材料等新材料迎来了快速发展。迎来了快速发展。 图表 2：材料发展历史 资料来源：新材料在线，中航证券研究所 衡量材料性能有众多指标，可以从力学性能、物理性能、化学性能、工艺性能等力学性能、物理性能、化学性能、工艺性能等多方面进行评价，从材料的整体趋势来看，这些性能指标随着新材料的发展而不断优化。在武器装备的应用上，军工材料总体向着“高性能化、轻量化、多功能化”“高性能化、轻量化、多功能化”等方向发展，在性能指标方面的要求也更加严苛。 图表 3：一些主要材料性能指标以及在军工应用中的意义 性能分类性能分类 性能指标性能指标 指标介绍指标介绍

31、 军工应用的意义军工应用的意义 力学性能力学性能 强度 在外力作用下抵抗破坏的能力， 根据外力作用方式不同，材料会受到抗拉强度、 抗压强度、 抗剪强度、 抗弯强度等。材料强度的单位为兆帕（MPa）。 武器装备结构材料的基础指标， 尤其在武器装备轻量化的要求下， 对材料的比强度要求越来越高， 从传统的高强度金属材料，逐渐发展到高强度复材应用。 模量 在受力状态下应力与应变之比。 弹性模量可视为衡量材料产生弹性变形难易程度的指标， 其值越大， 使材料发生一定弹性变形的应力也越大， 即材料刚度越大。 轻质高模量材料在航天需求不断提升，为保证飞行器在飞行过程中的稳定性，要求弹翼、弹体不能有明显的震颤、

32、变形，因此刚度要求高。 9 中航证券研究所发布中航证券研究所发布 证券研究报告证券研究报告 请务必阅读正文之后的免责声明部分请务必阅读正文之后的免责声明部分 军工材料报告：异“材”秀出千林表 硬度 材料的软硬程度， 一般来说， 材料的硬度越高，抗拉强度越高，耐磨性越好。 防弹领域的重要指标， 将装甲钢板以硬度值 HRC50 分类，硬度小于或等于HRC50， 属于高硬度装甲钢； 大于的属于超高硬度装甲钢。 疲劳性能 材料抵抗疲劳疲坏的能力。 常用疲劳强度表示， 即材料在无限多次交变载荷作用而不会产生破坏的最大应力。 对于较长时间服役装备如战机等应用材料的重要指标， 最早得到重视就是由于世界第一款

33、商业客机发生了两起坠毁事故。 物理性能物理性能 耐高温性 一般常用指标如熔点、高温蠕变性能等，温度对材料的力学性能影响很大，而且材料的力学性能随温度的变化规律各不相同。 如金属材料随着温度的升高，强度极限逐渐降低。 在航空航天领域， 许多机件是在高温下长期服役的，如发动机等。这对对材料的高温力学性能提出了很高的要求。 密度 对特定体积内的质量的度量。 受军事轻量化需求， 军工结构材料密度是不断降低的趋势， 金属材料不断向轻量化金属元素，如镁、钛发展，同时具有更轻、 比强度更高的复合材料发展更为迅速。 介电性能 常用介电常数衡量， 指物质保持电荷的能力。 可分为低频介电性能、 高频介电性能等，

34、反映材料在电场中表现出来的导电行为及其内部发生的一些物理现象。 在雷达应用方面， 对材料的介电性能有一定要求，比如雷达罩材料，为了减少对电磁波的吸收损耗， 要求材料的高频介电常数越小越好。 化学性能化学性能 耐腐蚀性 材料抵抗周围介质腐蚀破坏作用的能力称为耐腐蚀性。 舰船装备在高湿、高盐雾、强紫外线的海洋环境中，对材料具有重腐蚀效果，因此耐腐蚀材料在海洋装备的应用意义重大。 抗氧化性 材料在高温时抵抗氧化性气氛氧化作用的能力称为抗氧化性。 对于在高温下使用的零部件， 要考虑构成这一零部件的材料的抗氧化性。 军工材料在高温环境下， 需要考虑材料的抗氧化性。 目前具有较好抗氧化性的陶瓷材料成为高温

35、发动机中应用的新兴材料。 工艺性能工艺性能 铸造性 金属材料能用铸造的方法获得合格铸件的性能， 铸造性主要包括流动性， 收缩性和偏析。 流动性是指液态金属充满铸模的能力，收缩性是指铸件凝固时，体积收缩的程度， 偏析是指金属在冷却凝固过程中， 因结晶先后差异而造成金属内部化学成分和组织的不均匀性。 工艺性能是军工材料生产过程中重要的加工指标， 比如钛合金是航空航天领域的重要金属材料， 但钛合金本身工艺性能差，切削加工困难，因此生产工艺更为复杂， 也会导致钛合金产业链加工环节具有一定的技术壁垒。 锻造性 指金属材料在压力加工时， 能改变形状而不产生裂纹的性能。 它包括在热态或冷态下能够进行锤锻，轧

36、制，拉伸，挤压等加工。 焊接性 指金属材料对焊接加工的适应性能。 主要是指在一定的焊接工艺条件下， 获得优质焊接接头的难易程度。 切削加工性 指金属材料被刀具切削加工后而成为合格工件的难易程度。 切削加工性好坏常用加工后工件的表面粗糙度， 允许的切削速度以及刀具的磨损程度来衡量。 资料来源：中航证券研究所整理 10 中航证券研究所发布中航证券研究所发布 证券研究报告证券研究报告 请务必阅读正文之后的免责声明部分请务必阅读正文之后的免责声明部分 军工材料报告：异“材”秀出千林表 2 2、新材料促进技术发展与产业升级，扶持政策不断深化、新材料促进技术发展与产业升级，扶持政策不断深化 回顾历史长河，

37、 人类的发展史某种程度上其实就是一部材料的进阶史， 从 “石器” 时代， “青铜” 时代，“铁器”时代， “蒸汽”和“电气”时代（ “钢铁”时代） ，到如今的信息时代（半导体时代） ，人类社会的每一次巨大进步都伴随着材料技术的突破性发展。因此 21 世纪科技发展的主要方向之一是新材料的研制和应用。新材料的研究，是人类对物质性质认识和应用向更深层次的进军。目前新材料是指新近发展或正在发展的具有优异性能的结构材料和有特殊性质的功能材料。近几年，化工新材料、微电子、光电子、新能源材料成了研究最活跃、发展最快、最为投资者所看好的新材料领域，材料创新已成为推动人类文明进材料创新已成为推动人类文明进步的重

38、要动力之一，也促进了技术的发展和产业的升级步的重要动力之一，也促进了技术的发展和产业的升级。 图表 4：一些新材料的领域及种类 资料来源： 中国新材料发展趋势 ，中航证券研究所 新材料产业作为当今科技和经济发展中最为活跃的产业领域之一，呈现出产业关联度高、经济带动力强、发展潜力大的特点，已成为促进经济快速增长和提升企业、地区竞争力的源动力。近年来新材料正逐渐成为国家战略重点发展的产业之一，扶持政策不断加码、深化。 图表 5：新材料领域扶持政策梳理 时间时间 文件文件/ /事件事件 扶持政策扶持政策 20062006 年年 国家中长期科学和技术发展规划纲要（2006-2020 年） 重点研究开发

39、满足国民经济基础产业发展需求的高性能复合材料及大型、超大型复合结构部件的制备技术 20082008 年年 转发发展改革委等部门关于促进自主创新成果产业化若干政策的通知 促进企业自主创新成果产业化的若干政策，将新材料产业作为实施自主创新成果产业化专项工程的重点领域，给予政策、资金、投融资等支持 20112011 年年 “十二五”产业技术创新规划 培育与发展战略性新兴产业重点围绕节能环保、新能源、新材料等战略性新兴产业的培育和发展需要，加大重大关键技术研发开发力度，突破产业核心关键技术，推动重大科技成果应用，支撑战略性新兴产业的发展壮大；在新材料领域重点开发特种橡胶、功能型高分子材料等先进高分子材

40、料制备技术 20122012 年年 新材料产业“十二五”发展规划 大力发展新型功能与智能材料、先进结构与复合材料、纳米材料、新型电子功能材料、高温合金材料等关键基础材料 11 中航证券研究所发布中航证券研究所发布 证券研究报告证券研究报告 请务必阅读正文之后的免责声明部分请务必阅读正文之后的免责声明部分 军工材料报告：异“材”秀出千林表 20162016 年年 国家新材料产业发展领导小组成立 由国务院副总理马凯任组长，工信部部长苗圩等 5 人任副部长，规格之高凸显国家对新材料产业的重视 20162016 年年 “十三五”国家战略性新兴产业发展规划 专题要求“促进高端装备与新材料产业突破发展，引

41、领中国制造新跨越” 。规划指出，力争到 2020 年，高端装备与新材料产业产值规模超过12 万亿元。到 2020 年，力争使若干新材料品种进入全球供应链，重大关键材料自给率达到 70%以上，初步实现我国从材料大国向材料强国的战略性转变。 20172017 年年 新材料产业发展指南 从突破重点应用领域急需的新材料、布局一批前沿新材料、强化新材料产业协同创新体系建设、加快重点新材料初期市场培育、突破关键工艺与专用装备制约、完善新材料产业标准体系、实施“互联网+”新材料行动、培育优势企业与人才团队、促进新材料产业特色集聚发展等九个方面提出了重点任务。 20182018 年年 关于印发国家新材料产业资

42、源共享平台建设方案的通知 到 2020 年，围绕先进基础材料、关键战略材料和前沿新材料等重点领域和新材料产业链各关键环节，基本形成多方共建、公益为主、高效集成的新材料产业资源共享服务生态体系。建立技术融合、业务融合、数据融合的新材料产业资源共享门户网络体系。 资料来源：政府网站，中航证券研究所 3 3、军工新材料是高端武器装备发展的先决要素、军工新材料是高端武器装备发展的先决要素 军工材料是按材料用途分类的重要应用领域。军工材料是按材料用途分类的重要应用领域。由于军工装备工作环境的苛刻性，军工材料多需要在极端条件下能够正常工作，尤其是航空航天对结构材料要求更高，因此这些军工材料一般需要具有高强

43、度、高强度、耐高温、 耐腐蚀、 低密度等耐高温、 耐腐蚀、 低密度等多种性能特点。 对于此类具有优异特性和功能， 能满足军用高性能需求的材料，我们称为军工材料或军工高端材料。军工行业是一个综合性的行业，涉及的工业门类广，因此在材料种类的需求方面也更加繁杂，主要可分为金属材料金属材料、以高性能纤维高性能纤维作为强化相的各类复合材料复合材料，以及其他功能其他功能性新材料等性新材料等。 图表 6：主要军工新材料特点及应用 材料材料分类分类 材料种类材料种类 特点特点 应用应用 金属材料金属材料 钛合金钛合金 密度低、比强度高、耐腐蚀、耐高温；随成本降低和性能提高，用量将逐步增加，目前处于大规模应用阶

44、段 广泛应用于航空、航天、船舶、陆装领域，可作为轻质化结构件、承力件，如机身结构件、发动机压气机盘等，需求用量较大。 高温合金高温合金 高温条件下仍具有高强度、抗氧化、耐腐蚀、抗疲劳等性能；航空发动机基础性材料，供不应求且需求不断增加，但有被耐高温复材替代的趋势 广泛应用于航空、航天、舰船发动机中，可用作发动机燃烧室、叶片、涡轮盘等部件，随国产发动机替代放量，快速应用。 铝合金铝合金 低密度、比强度高、可塑性强；用量规模巨大、应用最广泛的高性价比金属材料，处于被高性能材料替代的趋势 广泛应用于国防军工各领域中，比如飞机蒙皮、框架、壁板等结构件作，为性价比最高的轻质金属材料，目前用量巨大。 12

45、 中航证券研究所发布中航证券研究所发布 证券研究报告证券研究报告 请务必阅读正文之后的免责声明部分请务必阅读正文之后的免责声明部分 军工材料报告：异“材”秀出千林表 镁合金镁合金 比强度/比刚度高、导热导电性好、电磁屏蔽和容易再回收等；轻量化替代性材料，随着性能提高，应用逐渐变广 航空航天领域的非承力或次承力件，如直升机减速机匣、歼击机翼肋、卫星空间结构件等。是武器装备轻质化的重要发展方向。 钢材（不锈钢材（不锈钢、结构钢钢、结构钢等）等） 成本低、强度高，传统的结构材料；受成本、强度等因素影响，在装备中仍有大量应用，但替代趋势明显 广泛应用于国防军工各领域中，舰艇船体的主要材料，其他领域应用

46、如飞机起落架和襟翼、坦克和装甲车的轴承部件等。 高性能纤维及其复合材料高性能纤维及其复合材料 碳纤维碳纤维 低密度、高强度、高模量、耐高温、耐腐蚀；快速发展应用阶段，引领轻质化浪潮的材料 广泛应用于航空、航天领域，可用作机翼等飞机机身、弹体箭体的结构材料，刹车片、导弹弹头等耐热材料。 芳纶纤维芳纶纤维 超高强度、高模量和耐高温、耐酸耐碱、重量轻；军工领域的关键基础材料，对位芳纶受技术封锁，严重依赖进口 主要用在军警作战服、蜂窝结构材料，防弹衣、防弹装甲等领域 石英纤维石英纤维 抗烧蚀、耐温性好、导热率低，化学稳定性高，介电性能优良；主要作为透波复材的增强体 主要用于高马赫数弹头等飞行器的雷达天

47、线罩 陶瓷纤维陶瓷纤维 低密度、高温抗氧化、耐腐蚀、低热膨胀系数、低蠕变；适合用于陶瓷基复合材料的制备，可对高温合金进行替代 可应用于军用高端领域，是航空航天领域的先进材料，作为陶瓷基复材的增强纤维，可用于发动机、高速飞行器壳体等。 超高分子量超高分子量聚乙烯纤维聚乙烯纤维 超高强度、超高模量、低密度、耐磨损、冲击能量吸收高等；比强度和比模量最高的纤维，理想的防弹、防刺安全防护材料 主要作为防弹材料应用，可用于坦克车、武装直升机装甲板、防弹装备等，同时还可应用于航空航天的部分结构件 其他功能性新材料其他功能性新材料 吸波材料吸波材料 隐身材料隐身材料 具有吸波性质，实现雷达、红外、可见光、激光

48、以及多频谱隐身等；新一代装备隐身需求带动材料应用不断变广 应用于各类新型号武器平台，目前主要应用在新型号飞机方面，可作为隐身涂层、隐身结构件等方面 橡塑材料橡塑材料 氟材料氟材料 更高的耐高腐蚀介质、耐高温、耐低温、耐辐射、耐老化性质，部分特殊要求需要氟材料才能满足；国防军工领域汇总必不可少的密封材料 应用在军事装备中的密封领域，如飞机发动机和油箱油路、导弹和飞船的火箭燃料系统密封材料。 耐磨、耐烧耐磨、耐烧蚀材料蚀材料 主要为粉末冶金、炭/炭、炭陶等复材；在国防军工领域多用作刹车制动领域以及烧蚀耗材。 广泛用于航空制动系统及耐烧蚀组件等，如航天刹车盘（副）、火箭喷管和喉衬等 资料来源：中航证

49、券研究所整理 军工材料是发展武器装备的物质基础。军工材料是发展武器装备的物质基础。在各个时代，最先进的技术最早往往为军事用途服务。一代武器，一代材料，材料在国防工业中占据着举足轻重的作用，是高端武器装备发展的先决要素。电子技术的发展依赖于半导体材料的发展；战略导弹、战术导弹和卫星的发展依赖于先进复合材料技术的发展；新型的复合装甲材料技术 （即抗弹陶瓷和树脂基复合材料技术等） ， 使坦克的防护迎来了新的发展机遇； 工程塑料在枪械上的应用，使世界枪械研究徘徊不前的局面得以打破；发动机性能的改进一半靠材料。据发动机性能的改进一半靠材料。据航空航空发动机的发展趋势及其对材料的需求发动机的发展趋势及其对

50、材料的需求预测，新材料、新工艺和新结构对推重比预测，新材料、新工艺和新结构对推重比 1212- -1515 一级发动一级发动机的贡献机的贡献率将达到率将达到 50%50%以上，从未来发展来看，甚至可占约以上，从未来发展来看，甚至可占约 2/32/3。可以说没有先进的材料和制造技术就没有更先进。可以说没有先进的材料和制造技术就没有更先进的航空发动机。的航空发动机。因此军工新材料是新一代武器装备的物质基础，也是当今世界军事领域的关键技术。世界各国对军用新材料技术的发展给予了高度重视，加速发展军用新材料技术是保持军事领先的重要前提。 13 中航证券研究所发布中航证券研究所发布 证券研究报告证券研究报

51、告 请务必阅读正文之后的免责声明部分请务必阅读正文之后的免责声明部分 军工材料报告：异“材”秀出千林表 军工新材料技术是决定武器装备性能与水平的重要因素。军工新材料技术是决定武器装备性能与水平的重要因素。 高效低成本树脂基弹箭复合材料研制成功及其在战略和战术弹箭上的应用，显著改进了武器装备战技指标，大大地增加了战略导弹的射程；轻型反坦克导弹的增程，主要依赖于碳纤维/玻纤混杂增强环氧复合材料发动机壳体、有机硅耐烧蚀涂料和橡胶基复合材料防护层的成功研制于应用；四代战斗机的“4S”性能特点，十分依赖新材料技术的发展与应用。 图表 7：四代战斗机性能的发挥需要高性能材料作为基础 四代战斗机的四代战斗机

52、的 4S4S 性能特点性能特点 4s4s 性能与应用材料的关系性能与应用材料的关系 StealthStealth （隐形）（隐形） 隐身材料是飞行器隐身的重要技术路径， 是装备隐身技术发展过程中的核心环节， 也成为评价一个国家隐身技术先进性的主要指标。 Super Sonic CruiseSuper Sonic Cruise （超音速巡航能力）（超音速巡航能力） 长时间超音速巡航， 会使飞机表面温度急剧升高并超过 250，最高的局部温度甚至达到 600，因此需要更加耐高温的特种钛合金等来替代传统的铝合金。 Super ManeuverabilitySuper Maneuverability （

53、超机动能力）（超机动能力） 矢量推进是战斗机超机动能力的关键技术， 因此高性能合金材料在推力矢量发动机的作用更加明显，如高性能钛合金、镍基合金的应用更多。 Superior Avionics for Battle Superior Avionics for Battle Awareness and EffectivenessAwareness and Effectiveness（超级信息优势）（超级信息优势） 先进的航电系统是超级信息优势的关键， 因此对于电子信息材料的应用具有较高的要求， 比如相控阵雷达相关的元器件材料等。 资料来源： 超音速巡航的发展 、 先进歼击机发动机推力矢量建模与超机

54、动飞行控制 、中航证券研究所整理 军工新材料引领技术发展，奠定我国整体材料基础。军工新材料引领技术发展，奠定我国整体材料基础。军工新装备的牵引是我国的高端新材料技术快速发展的动力源之一，尤其是在国外封锁的环境下，军工材料是我国新材料技术的突破口，通过近几年的发展，可以看到我国正逐渐打破西方列强的围剿封锁。以“碳纤维”为例，以往国际碳纤维行业主要市场被美日等国垄断，但随着我国国家的重点扶持，以及如光威复材、中简科技等企业的不懈努力，通过军品的研发供应，我国在高性能碳纤维方面取得了十足的进步，为未来高端民用市场奠定了基础。 军工材料正向着“轻量化、高性能化、多功能化、复合化、低成本化以及智能化”等

55、方向发展。军工材料正向着“轻量化、高性能化、多功能化、复合化、低成本化以及智能化”等方向发展。在航空航天领域，轻量化轻量化意味着飞行器在节省燃油的同时扩大了作战半径，提高了战场生存力和战斗力，因此发展趋势是采用轻质、 高强、 高模材料， 从而提高结构效率。 高性能化高性能化是军工新材料从始至终贯穿的要求，这种性能体现在多方面，既可以是力学强度、韧性方面，也可以是耐高温性能方面等，此外，此外，由于武器装备对可靠性的高要求，军工材料具有性能高于经济性的特点。 新型号、新装备放量，对高性能材料需求明显增加。新型号、新装备放量，对高性能材料需求明显增加。目前在新型武器装备的应用中，钛合金、高温合金、以

56、及复合材料（碳纤维等）等脱颖而出，市场空间不断增长。以航空领域对材料需求来看，在 100 多年来经历了四个阶段的发展，目前正在跨入第五阶段，这一阶段的特点是：机体结构材料大量使用复合材料、钛合金用量不断创新高。 14 中航证券研究所发布中航证券研究所发布 证券研究报告证券研究报告 请务必阅读正文之后的免责声明部分请务必阅读正文之后的免责声明部分 军工材料报告：异“材”秀出千林表 图表 8：复合材料、钛合金在航空领域中大量应用 资料来源：立鼎产业研究网，中航证券研究所 图表 9：航空材料的应用及需求规模 分类分类 应用部位应用部位 占比占比 年需求量年需求量 高温合金高温合金 发动机 发动机重量

57、 40%-60% 1-2 万吨 钛合金钛合金 发动机、机身、固件 民机 10%；军机 20%-30% 1-2 万吨 碳纤维复材碳纤维复材 构造材料 10%-30% 千吨以上 铝合金 机体 民机 70%；军机 40% 20 万吨左右 特钢 起落架 民机 14%；军机 4% 2 万吨左右 镁合金 零部件 少量，占比不高 陶瓷基复材 高性能发动机部件 研发试用阶段 隐身超材料 隐身战机涂层及关键结构件 隐身战机接近 10% 资料来源：立鼎产业研究网，光启技术公告，中航证券研究所 4 4、“十四五”军工材料迎来快速扩张，“军转民”带来第二增长动力、“十四五”军工材料迎来快速扩张，“军转民”带来第二增长

58、动力 下游列装加速， 上游材料供不应求。下游列装加速， 上游材料供不应求。 进入 “十四五” 我国军工装备加速建设， 新型号军机的快速列装，以及导弹“数量级”增量建设等都对上游材料形成了强劲的需求。叠加“自主可控”增量以及新型号装备中高端高性能材料应用比例增加，目前军工产业链中，上游材料呈现出较为强烈的“供不应求” ，同时也表现出相较于下游更高的业绩增加弹性。 企业积极扩产，企业积极扩产， “十四五”“十四五”军工材料产能至少翻番增长。军工材料产能至少翻番增长。在军工上游材料整体供不应求的环境下，近年军工材料公司相继出台了扩产计划， 我们统计了主要军工材料领域上市公司的扩产计划， 预计到 “十

59、四五” 15 中航证券研究所发布中航证券研究所发布 证券研究报告证券研究报告 请务必阅读正文之后的免责声明部分请务必阅读正文之后的免责声明部分 军工材料报告：异“材”秀出千林表 末期产能至少实现翻番增长，高温合金产能增长 157%、碳纤维产能增加 210%、钛合金产能增加 138%。再考虑到新产能爬坡的情况，我们预计军工材料“十四五”期间景气度整体无忧。 图表 10：主要军工材料“十四五”扩产情况（吨） 资料来源：wind，中航证券研究所 图表 11：军工材料上市公司募投扩产情况 材料大类材料大类 公司名称公司名称 募投时间募投时间 计划投资额计划投资额 （亿元）（亿元） 预计达产预计达产时间

60、时间 20202020 年产能（吨）年产能（吨） 募投产能募投产能( (吨）吨） 钛合金 西部材料 2021/1/29 4.85 2023 年 5000 2000 钛合金 宝钛股份 2021/2/25 12.92 2022 年 20000 17390 钛合金 高温合金 西部超导 2021/7/9 21.83 2023 年 钛合金：4950 高温合金：2000 钛合金：5050 高温合金：4000 高温合金 抚顺特钢 2021/3/31 6.88 2020 年 5000 5000 高温合金 钢研高纳 2020/5/30 2.35 2025 年 3000 7000 高温合金 图南股份 2020/7

61、/13 4.76 2022 年 1445 1000 高温合金 广大特材 2020/1/20 3.60 2023 年 2000 3700 高温合金 隆达股份 2022 年 8.55 2025 年 2000 10000 碳纤维 中复神鹰 2021/6/24 26.52 2023 年 3500 10200 碳纤维 光威复材 2019/8/20 20.24 2025 年 1855 10000 碳纤维 中简科技 2022/3/26 6.83 2025 年 100 1500 资料来源：wind，中航证券研究所 钛合金、高温合金、碳纤维“十四五”期间市场需求有望维持稳定高速增长，市场空间逐渐打开。我们预计高

62、端钛合金、碳纤维、高温合金三种材料“十四五”期间市场需求的复合增速分别为 20%、25%以及16%，假设三者价格分别为 35 万元/吨、15 万元/吨以及 30 万元/吨来估算，到 2025 年三种材料市场规模将分别突破 100 亿元、200 亿元以及 300 亿元。 16 中航证券研究所发布中航证券研究所发布 证券研究报告证券研究报告 请务必阅读正文之后的免责声明部分请务必阅读正文之后的免责声明部分 军工材料报告：异“材”秀出千林表 图表 12：十四五”国内高端钛合金、高温合金、碳纤维市场需求快速上升（单位：万吨） 资料来源：中航证券研究所整理 高端材料“民用”市场给企业带来第二增长动力。高

63、端材料“民用”市场给企业带来第二增长动力。除去军品方面的快速增长，材料技术的成熟也给行业带来了广阔的“民用”市场，为相关领域带来第二增长动力。碳纤维方面，碳纤维方面，凭借轻量化、高强高模等优异性能， 在风电、 氢能储存等新能源领域展现出了良好的前景； 高温合金方面，高温合金方面， 在两机专项的政策支持下，我国目前航空发动机方面将迎来快速发展，但燃气轮机方面，目前仍正在启动中，随着技术的成熟，也有望给高温合金市场再添发展动能。 “大飞机”蓄势“大飞机”蓄势待发，民机市场方兴未艾。待发，民机市场方兴未艾。在第十三届中国航展上，商飞公布了最新的中国商飞公司市场预测年报 （2021-2040） ， 同

64、时波音也发布了最新的中国民航市场展望报告， 都上调了中国民机的市场空间，预计未来 20 年，民机市场空间在 9-9.5 万亿之间。那么随着 C919 的问世，将推动全球民机市场格局由原来的“AB”向“ABC”发展。在自主化要求的环境下，对于这些给航空军机配套的上游材料企业来说，将提供新的市场增量。 5 5、重点军工材料企业、重点军工材料企业 根据材料分类，列举重点军工材料企业如下图。 17 中航证券研究所发布中航证券研究所发布 证券研究报告证券研究报告 请务必阅读正文之后的免责声明部分请务必阅读正文之后的免责声明部分 军工材料报告：异“材”秀出千林表 图表 13：重点军工材料企业 资料来源：中

65、航证券研究所整理 18 中航证券研究所发布中航证券研究所发布 证券研究报告证券研究报告 请务必阅读正文之后的免责声明部分请务必阅读正文之后的免责声明部分 军工材料报告：异“材”秀出千林表 二、金属材料篇二、金属材料篇 继石器时代之后出现的铜器时代、铁器时代，均以金属材料的应用为其时代的显著标志。虽然非金属材料的应用不断提升，但金属材料凭借其优良的性能，仍将有较为广泛的应用，并且前景光明。尤其是一些新型、高端金属材料，在军工、航空航天等领域有着难以替代的地位，并随着研究的不断进展，生产出性能更加优良的品种。常用的军工金属新材料包括钛合金、高温合金、铝合金钛合金、高温合金、铝合金以及镁合金等。 1

66、 1、钛合金、钛合金新型武器装备的明星金属新型武器装备的明星金属 1.11.1、钛合金性能优良，在军工装备中应用广泛、钛合金性能优良，在军工装备中应用广泛 钛（Ti）位于元素周期表中B 族，是一种银白色的金属，钛合金是以钛为基础加入铝、锡、钒、钼、铌等其他元素组成的合金，由于其优秀的物理性能，被广泛用于航空航天、船舶、海洋工程、兵器、汽车、医疗、化工、冶金、体育休闲等高端工业制造中，有着“第三金属” 、 “空中金属” 、 “海洋金属”等美誉。 图表 14：钛合金管 图表 15：钛合金零件 资料来源：中国库网，中航证券研究所 资料来源：优质壁纸库，中航证券研究所 钛的具体优势性能包括： 比强度高

67、比强度高： 钛密度为 4.5gcm3， 比钢轻 43%， 而机械强度却与钢相差不多，比铝大两倍，比镁大五倍，因此表现出较高的比强度（抗拉强度与材料表观密度之比） ； 图表 16：几种高强度金属材料的性能比较 材料类型材料类型 密度密度/g/g 抗弯强度抗弯强度/MPa/MPa 弹性模量弹性模量/ /MPaMPa 比强度比强度/ / 高强度钛合金高强度钛合金 4.54.5 16461646 11.7611.76 366366 超硬铝合金超硬铝合金 2.8 588 7.154 210210 耐热铝合金耐热铝合金 2.8 461 7.154 165165 高强度镁合金高强度镁合金 1.8 343 4

68、.41 191191 高强度结构钢高强度结构钢 20.58 1421 20.58 178178 超高强度钢结构超高强度钢结构 20.58 1862 20.58 233233 19 中航证券研究所发布中航证券研究所发布 证券研究报告证券研究报告 请务必阅读正文之后的免责声明部分请务必阅读正文之后的免责声明部分 军工材料报告：异“材”秀出千林表 资料来源：航空材料学报，中航证券研究所整理 耐蚀性好耐蚀性好： 常温下， 钛表面易生成一层极薄的致密的氧化物保护膜， 可以抵抗强酸甚至王水的作用，表现出强的抗腐蚀性。钛合金制成的潜艇，既能抗海水腐蚀，又能抗深层压力，其下潜深度比不锈钢潜艇增加 80%。此外

69、，钛无磁性，不会被水雷发现，具有很好的反监视、监测作用。 具有超导性具有超导性：钛具有超导性，纯钛的超导临界温度为 0.38-0.4K。常用的铌钛合金超导体是超导工业的“先导材料” ，其成本远低于其他超导材料，同时还具有如屈伏强度与钢材接近等优点，保证了铌钛超导合金的应用优势。 图表 17：钛合金优异的物化特性在军工领域的主要应用 应用领域应用领域 材料的使用特性材料的使用特性 应用部位应用部位 航航空空工工业业 喷气发动机喷气发动机 在 500以下具有高的屈服强度/密度比和疲劳强度/密度比，良好的热稳定性，优异的抗大气腐蚀性能， 可减轻结构质量 在 500以下的部位使用：压气盘、静叶片、动叶

70、片、机壳、燃烧室外壳、排气机构外壳、中心体、喷气管等 机身机身 在 300以下，比强度高 防火壁、蒙皮、大梁、起浇架、翼肋、隔框、紧固件、导管、舱门、拉杆等 火箭、导弹及宇宙飞火箭、导弹及宇宙飞船工业船工业 在常温及超低温下，比强度高，并具有足够的韧性及塑性 高压容器、燃料贮箱、火箭发动机及导弹壳体、飞船船舱蒙皮及结构骨架、主起落架、登月舱等 船舶、舰艇制造工业船舶、舰艇制造工业 比强度高， 在海水及海洋气氛下具有优异的耐蚀性能 耐压艇体、结构件、浮力系统球体，水上船舶的泵体、管道和甲板配件，快艇推进器、推进轴、水翼艇水翼、鞭状天线等 常规军品制造工业常规军品制造工业 耐蚀性好，密度小 火炮尾

71、架、 迫击炮底板、 火箭炮炮管及药室、 喷管、火炮套箍、 坦克车轮及履带、 扭力棒、 战车驱动轴、装甲板等 其他民用领域 化学工业、石油工业 在氧化性和中性介质中具有良好的耐蚀性， 在还原性介质中也可通过合金化改善其耐蚀性 在石油化工、化肥、酸碱、钠、氯气及海水淡化等工业中，作热交换器、反应塔、蒸馏器、洗涤塔、合成器、高压釜、阀门、导管、泵、管道等 冶金工业 有高的化学活性和良好的耐蚀性 在镍、钴、钛等有色金属冶炼中做耐蚀材料，在钢铁冶炼中是良好的脱氧剂和合金元素 医疗卫生 对人体体液有极好的耐蚀性，没有毒性，与肌肉组织亲合性能良好 做医疗器械及外科矫形材料，钛制牙、心脏内瓣、隔膜、骨关节及固

72、定螺钉、钛骨头等 超高真空 有高的化学活性， 能吸附氧、氮、氢、CO、CO2、甲烷等气体 钛离子泵 电镀工业 耐腐蚀、寿命长、传热快、加热效果好，对产品无污染， 可提高劳动生产率和减少维修费用 镀镍、镀铬（除氟化物镀铬外）、酸性和氰化物镀铜、三氯化铁铜板腐蚀中作加热器、电镀槽子，网篮、挂具、薄膜蒸发器等 电站 高的耐蚀性，密度小、质量轻，良好的综合力学性能和工艺性能，较高的热稳定性，线胀系数小 全钛凝汽器、冷凝器、管板、冷油管、蒸汽涡轮叶片等 机械仪表 精密天平秤杆、表壳、光学仪器等 纺织工业 亚漂机、亚漂罐中耐蚀零、部件 造纸工业 泵、阀、管道、风机、搅拌器等 医药工业 加料机、加热器、分离

73、器、反应罐、搅拌器、压滤罐、出料管道等 体育用品 航模、羽毛球拍、登山器械、钓鱼杆、宝剑、全钛赛车等 工艺美术 钛板画、笔筒、砚台、拐杖、胸针等 资料来源：中国有色金属工业协会，中航证券研究所 20 中航证券研究所发布中航证券研究所发布 证券研究报告证券研究报告 请务必阅读正文之后的免责声明部分请务必阅读正文之后的免责声明部分 军工材料报告：异“材”秀出千林表 根据现行国标发布的 钛及钛合金牌号和化学成分 ， 钛及钛合金相关种类牌号有 100 个左右。 不同类别的钛合金，价格也不尽相同，便宜的有每千克一两百元，贵的甚至上千元。根据基体组织不同，钛合金可以分为合金合金（组织稳定，耐磨性高于纯钛，

74、抗氧化能力强） 、合金合金（未热处理即具有较高的强度，淬火、时效后合金得到进一步强化，室温强度可达 13721666MPa）以及+ +合金合金（具有良好的综合性能，组织稳定性好，有良好的韧性、塑性和高温变形性能，能较好地进行热压力加工，能进行淬火、时效使合金强化） 。中国分别以 TA、TB、TC 表示。三种钛合金中很常用的是钛合金和常用的是钛合金和+ +钛合金钛合金；钛合金的切削加工性很好，+钛合金次之，钛合金较差。由于其种类繁多，物化特性也多有不同，因此多种牌号多种牌号钛合金在军工装备中应用领域更为广泛。钛合金在军工装备中应用领域更为广泛。 图表 18：不同钛及其合金牌号在航空工业中的应用

75、分类分类 合金牌号合金牌号 使用部位使用部位 及近及近型型钛合金钛合金 工业纯钛 民用飞机过道、洗漱间底部支撑结构、楼梯和托架、防冰和环控系统中管道飞机发动机舱的内蒙皮、波纹板、防火墙等 TA7 前机匣壳体、封严圈壳体，板材常热压成型做衬板、支架座和壁板等零件 TA13 引射机匣、排气收集器的加强带 TA11 航空发动机高压压气机盘、叶片和机匣等 TA12 航空发动机压气机盘、鼓筒和叶片等 TA15 400以下长时间工作的飞机、发动机零件和焊接承力零部件 TA18 燃油管路、蜂窝结构 TA19 压气机匣和飞机蒙皮 Ti-6262S 发动机转动部件，发动机安装架，散热系统及导风罩 Ti-1100

76、 T55-712 改型发动机的高压压气机轮盘和低压涡轮叶片 IM1834 波音 777 的大型发动机 Trent700 + +型钛合型钛合金金 TC1 板材冲压成型零件及蒙皮 TC2 板材冲压件如飞机机尾罩前段蒙皮、发动机的下罩等 TC4 发动机的风扇和压气机盘及叶片 TC4-DT 结构件 TC6 承力构件、航空发动机的压气机盘和叶片 TC11 航空发动机的压气机盘、叶片、鼓筒等 Ti-62222S F-22、X-33 教练机、联合攻击战斗机等的机用材料 TC21 结构件（与 Ti-62222S 相当） 型钛合金型钛合金 TB2 钣金件、压力容器、波纹壳体和蜂窝结构 TB3 高强度固件 TB5

77、 钣金构件 TB6 飞机机身、机翼和起落架的锻造零件 Alloy C F119 的尾喷管、加力燃烧室 Ti-40 航空发动机结构材料、机匣 21 中航证券研究所发布中航证券研究所发布 证券研究报告证券研究报告 请务必阅读正文之后的免责声明部分请务必阅读正文之后的免责声明部分 军工材料报告：异“材”秀出千林表 -21S NASP 的机身和机翼壁板 BT-22 IL-86 和 IL-96-300 的机身、机翼、起落架和其他高承载部件 Ti-1023 波音 777 的起落架主梁，空客 A380 的主起落架支柱 Ti-15-3 波音 777 应用控制系统管道和灭火罐 资料来源： 航空用钛及钛合金的发展

78、及应用 ，中航证券研究所 1.1.11.1.1、航空领域：钛合金比重衡量飞机先进程度、航空领域：钛合金比重衡量飞机先进程度 由于钛合金具备密度低、比强度高、耐蚀性好、导热率低等特点，因此广泛的应用于飞机结构件（如蒙皮、管材零件、紧固件、各种钣金件和承力构件等）和发动机（如压气盘、静叶片、动叶片、机壳、燃烧室外壳、排气机构外壳、中心体、喷气管、压气机叶片、轮盘和机匣等零件）等部位。 钛合金在航空领域应用的必要性：钛合金在航空领域应用的必要性：目前新一代飞机的最高航速是音速的 3 倍以上，会使飞机与空气摩擦而产生大量的热，一般在音速 2 倍以下时机身可以用铝合金，当飞行速度达到 2 倍以上时，就必

79、须采用耐高温和性能更好的钛合金，当飞行速度超过音速的 3 倍时，机身就要使用更多的钛合金。这也是为什么钛合金的应用水平是衡量飞机选材先进程度的重要标志。在国外第三代战斗机上，钛合金用量占机体结构重量比为 10%15%，在第四代战斗机上，用量超过 25%，其中 F-22 高达 41%。航空发动机的用钛量也在逐步增加，国外先进航空发动机的钛用量已达 30%左右，例如 V2500 发动机的钛用量就高达 31%，第四代发动机 F119 的钛合金用量为 40%。在民用飞机方面，空中客车的钛用量已从第三代 A320 的 4.5%增至第四代A340 的 6%，而 A380 中用钛量占总重量的 10%，单机用

80、钛材约 60 吨。 图表 19：美国军机中钛合金用材占比 机型机型 开始服役时间开始服役时间 钛合金用量钛合金用量/ %/ % F-16 1978 2 F/A-18A/B 1980 12 F/A-18C/D 1986 13 F/A-18E/F 2002 15 F/A-22 2006 41 F-35 2008 27 B-1 1986 21 B-2 1991 26 C-5 1970 6 C-17 1992 10.3 资料来源： 航空用钛合金的发展概况 ，中航证券研究所 图表 20：一些西方国家航空发动机的钛用量 发动机型号发动机型号 推出年代推出年代 装备机型装备机型 钛合金用量钛合金用量/ %/

81、 % J79 1956 F-4、F-104 2 22 中航证券研究所发布中航证券研究所发布 证券研究报告证券研究报告 请务必阅读正文之后的免责声明部分请务必阅读正文之后的免责声明部分 军工材料报告：异“材”秀出千林表 JT3D/TF33 1960 B-707、B-52、F-141 15 TF36 1965 C-5A 32 TF39 1968 C-5A、C-5B 33 JT90 1969 B-747、B-767、F-5A 25 F100 1973 F-15、F-16 25 F101 1976 B-1 20 CF6 1985 A-330、B-747、B-767 27 V2500 1989 A-32

82、0、A-321 31 F119 1992 F-22 40 资料来源： 航空用钛及钛合金的发展及应用 ，中航证券研究所 图表 21：空客飞机钛合金的用量 机型机型 A320A320 A340A340 A380A380 钛合金用量/% 4.5 6 10 资料来源： 钛在航空工业中的应用及趋势 ，中航证券研究所 1.1.21.1.2、航天领域：重大工程建设及导弹储备将增加钛合金需求、航天领域：重大工程建设及导弹储备将增加钛合金需求 航天飞行器结构设计与制造中考虑最多的就是减重问题，提高结构效益是关键，同时要求结构材料具有良好的环境适应性，如适应高温、高湿、高盐等腐蚀性服役环境等。钛合金材料代替传统的

83、钢制材料，在大幅度降低航空航天飞行器的结构重量的同时可提高航空航天飞行器结构的抗腐蚀损坏能力，对增加航空航天飞行器航射程、降低燃料消耗、延长服役寿命、提高服役可靠性等方面均具有重要意义。因此钛合金材料自产生以来特别受到航空航天飞行器设计者的青睐，钛合金在航天火箭中所占质量为 5%30%，实际上没有一种航天火箭是不使用钛及钛合金的。 如在前苏联的 “能源-暴风雪” 号、 “金星” 号、 “月球” 号、“和平”号等航天器中得到非常广泛的应用。目前钛合金在航天领域的应用主要有三方面： 在火箭发动机系统中的应用在火箭发动机系统中的应用 随着航天飞行器设计对重量的控制要求越来越苛刻，以固体火箭发动机为代

84、表的航天动力系统结构件，越来越多的采用钛合金材料。目前一部分先进的固体火箭发动机所使用的复合材料壳体的前后接头、前后封头、前后裙框等支撑部件均采用钛合金材料制造，常见的材料牌号有 TC4、TC6、TC11 等钛合金。此外喷管是固体火箭发动机的关键部件，在使用过程中承受着高温高压的严苛考验，目前绝大部分的固体火箭发动机喷管壳体的金属件采用 TC4、TC8、TC11 等钛合金材料制造。 在空间飞行器动力系统中的应用在空间飞行器动力系统中的应用 为了实现空间飞行器的发射减重及有效降低在轨调姿的动能惯性，目前卫星、宇宙飞船等空间飞行器的推进动力系统大量采用钛合金材料制造其推进剂储箱、推进喷管支撑壳体等

85、。 23 中航证券研究所发布中航证券研究所发布 证券研究报告证券研究报告 请务必阅读正文之后的免责声明部分请务必阅读正文之后的免责声明部分 军工材料报告：异“材”秀出千林表 在导弹武器系统中的应用在导弹武器系统中的应用 导弹武器系统为了减轻其发射重量、增加射程以及提高结构件使用温度，也开始大量使用钛合金材料替代传统的结构钢、铝合金等材料。如新一代的巡航导弹飞行速度由过去的 0.8 马赫提高到 3.5 马赫甚至更高，导弹的表面温度达到 300-650，传统铝合金材料制造的隔框、蒙皮、油箱等无法满足要求，必须使用钛合金材料制造这些导弹部件。同样巡航导弹使用的涡喷发动机动力系统也大量使用钛合金材料制

86、造其结构部件，包括压气机机匣、压气机盘、压气机叶片等部件。 1.1.31.1.3、船舶军舰：优异的耐蚀性能天生适合舰船、船舶军舰：优异的耐蚀性能天生适合舰船 由于钛合金具有比强度高，且在海水及海洋气氛下具有优异的耐蚀性能，因此在船舶领域也得到了广泛的运用。主要应用于耐压艇体、结构件、浮力系统球体，水上船舶的泵体、管道和甲板配件，快艇推进器、推进轴、水翼艇水翼、鞭状天线等。目前钛合金在舰船的应用主要集中在一些关键部位，但随着钛合金产业的不断成熟，成本下降，未来舰船钛合金应用占比将不断提高。 图表 22：船舶上用钛部位及采用的合金 应用部位应用部位 采用的钛合金采用的钛合金 耐压壳体 -1、Ti-

87、5Al-2.5Sn、Ti-6Al-4V、Ti-6Al-2Nb-1Ta-0.8Mo 螺旋桨及桨轴 纯钛、Ti-6Al-4V 通海管路、阀及附件 纯钛、Ti-6Al-4V、Ti-Al-Mn、Ti-6Al-6V-0.5Cu-0.5Fe、Ti-3Al-2.5V、 -C、Ti-Ni 形状记忆合金、Ti-31、Ti-75 热交换器及海水淡化装置 纯钛、Ti-6Al-4V、Ti-Al-Mn、Ti-5Al、Ti-0.3Mo-0.8Ni、Ti-31 发动机零件 Ti-5Al-2.5Sn、Ti-6Al-4V、Ti-8Al-1Mo-1V、Ti-6Al-2Sn-4Zr-2Mo 声学装置及换能器零件 纯钛 系泊装置及发

88、射装置 Ti-6Al-4V、Ti-4Al-0.005B、-C 资料来源： 发展中的船用钛合金 ，中航证券研究所 1.21.2、中游高端钛材研发及制造是产业链核心壁垒、中游高端钛材研发及制造是产业链核心壁垒 钛合金产业链上游为钛金属冶炼行业，主要通过冶炼钛铁矿或金红石得到含钛量较高的海绵钛，经熔铸等工序得到钛锭、钛合金或钛粉；再通过加工处理（如轧制、铸造、锻造或粉末冶金）后，获得钛加工材；产业链下游企业通过购买钛合金零部件应用到各自领域当中。 24 中航证券研究所发布中航证券研究所发布 证券研究报告证券研究报告 请务必阅读正文之后的免责声明部分请务必阅读正文之后的免责声明部分 军工材料报告：异“

89、材”秀出千林表 图表 23：钛合金产业链 资料来源：新材料在线，中航证券研究所 提炼加工难度大，成本较高：提炼加工难度大，成本较高：钛元素虽然在地壳中含量高，但是由于活性大，提炼困难，需要经过多次氧化还原过程达到工业应用的品位。通常采用氯还原法提纯金属钛，熔炼采用多次真空电弧熔炼工艺，另外钛合金变形抗力较大， 属于难变形材料， 叠加钛合金材料制备工艺复杂、 流程长等原因致使其成本高。 钛原料需求升级，质量要求提升：钛原料需求升级，质量要求提升：我国钛工业经过几十年的发展，已从 20 世纪的以传统化工为主要需求的领域，逐渐转向以航空航天、船舶、海洋工程和高端化工装备为主要需求的领域，钛原料的需求

90、也从原来的以工业级海绵钛(2 级)为主转向以航空级海绵钛(0 级)为主要需求，对钛原料的批次稳定性和质量要求更高。目前国内海绵钛生产原料主要依赖进口，随着航空级海绵钛需求的快速增长，军工行业对原目前国内海绵钛生产原料主要依赖进口，随着航空级海绵钛需求的快速增长，军工行业对原料的稳定供应和品质提出了更高的要求。料的稳定供应和品质提出了更高的要求。由于我国绝大多数海绵钛生产企业没有自己的钛矿砂资源，这也对高端钛产品长期稳定供应、产品质量和成本造成了很大的影响。 海绵钛价格波动主要受供求关系影响。海绵钛价格波动主要受供求关系影响。 海绵钛作为钛产品的核心原料， 其在钛材生产成本中占比超 80%，是影

91、响行业利润的重要因素，其价格波动主要受制于供求关系影响，2014-2016 年由于我国海绵钛产业受库存积压、中低端钛材产能过剩及需求下降等多种因素影响，其价格一直处于低位，后伴随下游需求的逐步修复，海绵钛价格开始逐步回暖，由 2016 年 6 月末 4.65 万元/吨涨至 2019 年 8 月的 8 万元/吨左右。2021 年初至今，受“双控”等因素影响，海绵钛上游镁锭、四氯化钛等原材料价格持续上升，海绵钛价格也一路上涨，截至 10 月份价格已经突破 8 万元/吨。近两年海绵钛产能快速扩张，因此长期来看，海绵钛将由高端需求的持续提升与下游产能的不断扩张两种因素共同主导价格走势，在需求与供给共同

92、提升的情况下，海绵钛价格也将逐步趋稳。 25 中航证券研究所发布中航证券研究所发布 证券研究报告证券研究报告 请务必阅读正文之后的免责声明部分请务必阅读正文之后的免责声明部分 军工材料报告：异“材”秀出千林表 图表 24：海绵钛近些年价格走势（单位：元/吨） 图表 25：国内海绵钛产量产能情况（单位：万吨） 资料来源：wind，中航证券研究所 资料来源：wind，中航证券研究所 军品高端钛合金价值高于民用：军品高端钛合金价值高于民用：目前航空航天、军工装备等是国内高端钛合金主要需求领域，价格方面来看在 30-40 万左右，可以看到产品主要为军品钛合金的西部超导吨钛价格以及毛利率，明显要高于具有

93、较大比例民品钛合金生产的宝钛股份和西部材料。值得注意的是由于军品价格相对固定，公司成本的波动较难向下游转移，因此海绵钛价格波动，会对军品毛利率产生影响，一般海绵钛价格每提升 1 万元，对军品钛合金毛利率影响在 3%左右。 图表 26：2020 年钛合金销售单价（万元/吨） 图表 27：近五年钛合金公司毛利率情况 资料来源：wind，中航证券研究所 资料来源：wind，中航证券研究所 存在“卡脖子”情况，差距不断缩减：存在“卡脖子”情况，差距不断缩减：目前，我国高端需求用航空级海绵钛、高端需求用航空级海绵钛、3D3D 打印用钛粉、航空紧打印用钛粉、航空紧固件用钛合金棒丝材、船舶用钛合金宽厚板坯等

94、产品固件用钛合金棒丝材、船舶用钛合金宽厚板坯等产品由于在批次稳定性上还与国外有一定的差距，仍需进口，一部分关键核心技术没有完全自主可控。但通过国内企业的装备进步技术创新，差距正逐步缩减，产品质量不断提高。 26 中航证券研究所发布中航证券研究所发布 证券研究报告证券研究报告 请务必阅读正文之后的免责声明部分请务必阅读正文之后的免责声明部分 军工材料报告：异“材”秀出千林表 1.31.3、高端钛合金市场迎来快速发展期、高端钛合金市场迎来快速发展期 中高端领域的钛材需求量呈加速增长势头：中高端领域的钛材需求量呈加速增长势头：2020 年，我国钛工业不论在产量、产能和经济效益上都取得了突飞猛进的发展

95、，其中，高端化工、航空航天、海洋工程、船舶和体育休闲等中高端领域的钛材需求量呈加速增长势头，平均增长幅度在 20%以上，医疗行业受疫情影响需求有所回落，低端的电力和制盐等行业也有一定的增长， 但增幅不大， 行业整体盈利能力进一步增强。 以军工为代表的高端行业需求拉动下，促使我国钛材产量连续第 6 年呈稳步快速增长的势头，钛材产量由 2015 年的 4.86 万吨上升到 2020 年的9.70 万吨，增长几乎翻倍。 图表 28： “十三五”期间我国钛材产量增速明显 资料来源：中国有色金属工业协会，中航证券研究所 高端用钛占比依旧偏低， 未来增长空间广阔：高端用钛占比依旧偏低， 未来增长空间广阔：

96、 从全球市场需求结构来看， 钛合金主要应用于航空工业、国防军工以及其他工业。 其中， 在航空工业的应用需求最大， 约占 50%， 主要是用于飞机和发动机的制造。但是对比国内来看，钛制品需求结构存在明显差异，在拥有发达的航空航天和军工国防工业的北美和欧盟地区， 尤其是美国， 50%以上的钛制品需求来自于航空航天和军工国防领域。 我国虽然是全球最大的钛金属生产国和消费国之一，但是我国钛制品需求大部分来自化工领域，应用主要为抗腐蚀材料，技术含量相对不高，航空航天领域高端需求，虽然近两年占比有所提升，但仍只占 18.4%（1 万吨）左右，远不及国际平均水平。 27 中航证券研究所发布中航证券研究所发布

97、 证券研究报告证券研究报告 请务必阅读正文之后的免责声明部分请务必阅读正文之后的免责声明部分 军工材料报告：异“材”秀出千林表 图表 29：2019 年全球钛合金市场需求结构 图表 30：2020 年国内钛加工材需求结构 资料来源：USGS，前瞻产业，中航证券研究所 资料来源：有色金属协会，中航证券研究所 “十四五”军队加速建设，航空航天领域将进一步拉动钛合金行业景气度：“十四五”军队加速建设，航空航天领域将进一步拉动钛合金行业景气度：2021 年起中国“十四五”规划和军队现代化建设正式进入加速期， 有望进一步促进航空航天、 军工装备等高端领域用钛的大幅提升。尤其是在航空领域，随着我国大飞机自

98、主建设和军机迎来快速换代窗口期，军民两方面的飞机需求将会持续放量。我国航空领域的大跨越式发展将带动产业链相关公司加速转型和成长，航空需求放量将大幅带动高端钛材需求，拉动行业高景气发展。 从钛合金在飞机中应用来看，民机约为 5%-15%、军机约为 10%-30%。根据WORLD AIR FORCES 2022报告，中美之间军用飞机的数量仍有较大差距，假设中国未来 10 年各类军机建设数量可以达到中美差值的 50%，那么预计军机钛合金需求可以达到 4.6 万吨，而军机发动机方面，在不考虑备换的情况下，预计10 年总需求量大概在 2.2 万吨，以 1.5 的备换系数来看需求量可以达到 3.3 万吨，

99、那么预计 10 年航空钛合金需求有望达到 8 万吨，涉及市场规模在 280 亿元。 图表 31：中美军机数量差距（数量） 项目项目 美国美国 中国中国 差值差值 战斗机战斗机 2740 1571 1169 特种飞机特种飞机 774 114 660 运输机运输机 982 286 696 直升机直升机 5463 912 4551 教练机教练机 2660 399 2261 总数总数 12619 12619 3282 3282 9337 9337 资料来源： WORLD AIR FORCES 2022 ，中航证券研究所整理 图表 32：在不同假设下未来十年我国军机对钛合金的需求量（吨） 1010 年军

100、机建设速度假设年军机建设速度假设 中美军机差值比例中美军机差值比例 30%30% 50%50% 70%70% 28 中航证券研究所发布中航证券研究所发布 证券研究报告证券研究报告 请务必阅读正文之后的免责声明部分请务必阅读正文之后的免责声明部分 军工材料报告：异“材”秀出千林表 飞机钛合金需求飞机钛合金需求 28000 46000 65000 发动机钛合金需求发动机钛合金需求 (1.5(1.5 倍备换系数倍备换系数) ) 20000 33000 46000 钛合金总需求钛合金总需求 48000 79000 111000 资料来源： WORLD AIR FORCES 2022 ，中航证券研究所整

101、理 民机方面， 根据中国商飞公司市场预测年报 （2021-2040） ， 预计 2021-2040 年中国将累计交付 9084 架新机，假设这些新增飞机都是我国自产型号，那么预计未来二十年钛合金需求总量在 38 万吨，算上商用飞机发动机的 11 万吨需求，民用航空需求总量将达到 50 万吨左右，市场空间在 2000 亿规模。 图表 33：未来 20 年民机钛合金市场预测 类型类型 国产型号国产型号 需求数量（架）需求数量（架） 钛合金需求（钛合金需求（t t） 30%30%国产国产 50%50%国产国产 70%70%国产国产 支线客机支线客机 arj21 953 12694 3808 6347

102、 8886 单通道喷气客机单通道喷气客机 c919 6295 231459 69438 115729 162021 双通道喷气客机双通道喷气客机 cr929 1836 250308 75092 125154 175216 总量总量 90849084 494461494461 8 247231247231 346123346123 资料来源：商飞官网，中航证券研究所整理 我们预计高端钛合金“十四五”期间市场需求的复合增速在 20%，假设价格为 35 万元/吨，到 2025 年预计高端钛合金市场需求有望达到 3 万吨，市场规模将突破 100 亿元。 图表 34： “十四五”期

103、间高端钛合金需求量预测（万吨） 资料来源：中国有色金属工业协会，中航证券研究所整理 1.41.4、钛合金的“百货商店”与“专卖店”式竞争格局、钛合金的“百货商店”与“专卖店”式竞争格局 军用高端钛合金与国外不直接竞争，但仍有一定差距：军用高端钛合金与国外不直接竞争，但仍有一定差距：尽管近年来我国钛合金材料的研究工作已取得了显著的进展， 但高端领域用钛合金产品的品质与国外相比还有很大的差距， 如钛合金挤压型材、 模锻件、 29 中航证券研究所发布中航证券研究所发布 证券研究报告证券研究报告 请务必阅读正文之后的免责声明部分请务必阅读正文之后的免责声明部分 军工材料报告：异“材”秀出千林表 大型钛

104、合金宽厚板、大型钛合金铸件、航空紧固件用钛合金棒丝材等，亟需我国钛行业提高产品品质，以充分满足国防军工对钛合金的发展需要。目前国外的主要厂商有日本东邦钛公司、美国钛金属公司、俄罗斯 VSMPO-AVISMA 等。由于各国对军工材料的出口均有严格的限制，因此目前国内高端钛合金军工市场方面基本上不会面临来自国外公司的竞争。但未来随着我国民用航空大飞机的落地批产，一方面打开了市场空间，另一方面也将在民用航空钛合金方面与国际钛合金龙头企业形成竞争。 图表 35：国际钛及钛合金生产企业 国家国家 公司名称公司名称 美国美国 钛金属公司（Titanium Metals Corporation） RTI 国

105、际金属公司 阿勒格尼技术(ATI) 日本日本 日本东邦钛公司(Toho Titanium) 新日铁住金 俄罗斯俄罗斯 阿维斯玛镁钛联合企业(VSMPO-AVISMA) 澳大利亚澳大利亚 伊鲁卡资源有限公司（Iluka Resources Ltd.） 印度印度 喀拉拉邦矿产和金属有限公司(KMML) 乌克兰乌克兰 扎波罗什钛镁联合企业（Zaporizhia Titanium-Magnesium Plant） 哈萨克斯坦哈萨克斯坦 乌斯特卡明诺戈尔斯克钛镁联合企业 资料来源：金属百科，中航证券研究所 钛加工行业已形成国有大型企业为龙头的格局：钛加工行业已形成国有大型企业为龙头的格局：目前，我国钛加

106、工行业通过近 10 年的结构调整和转型升级，已形成以宝钛股份宝钛股份、西部超导西部超导、西部材料西部材料和金天钛业金天钛业等国有大型企业为代表的一线龙头企业，他们以各自的多年行业技术积累和背景为依托，不论在产量还是利润水平方面，均取得了近 10 年来的最好水平。 图表 36：我国主要钛及钛合金生产企业 公司名称公司名称 公司介绍公司介绍 宝钛股份宝钛股份 （600456600456） 公司是中国最大的钛及钛合金生产、科研基地。主要产品为各种规格的钛及钛合金板、带、箔、管、棒、线、锻件、铸件等加工材和各种金属复合材产品。 西部超导西部超导 （688122688122） 主要从事高端钛合金材料、超

107、导材料以及高温合金材料，是我国航空用钛合金棒丝材的主要研发生产基地，可以满足国家对新型战机、大型客机、大型运输机、重型直升机、舰载机、兵器、民品高端特殊医疗等对关键钛合金棒丝材的需求。 西部材料西部材料 （002149002149） 公司以钛产业（含钛及钛合金加工、层状金属复合材料、稀有金属装备及管道管件制造等）为主业，具有万吨级以钛为主的加工材生产能力，可生产各类优质钛及钛合金产品。 湖南金天钛业湖南金天钛业 主要从事大型钛及钛合金系列高端产品， 总体装备具备钛合金大型锻件及超大规格棒材生产能力，涉及国标牌号 20 余种， 是中航工业集团旗下飞机公司及配套航空材料各大模锻厂主要钛合金材料供应

108、单位、中航发集团旗下各大发动机公司主要配套供应单位。 资料来源：wind，中航证券研究所 30 中航证券研究所发布中航证券研究所发布 证券研究报告证券研究报告 请务必阅读正文之后的免责声明部分请务必阅读正文之后的免责声明部分 军工材料报告：异“材”秀出千林表 “百货商店”与“专卖店”式竞争格局：“百货商店”与“专卖店”式竞争格局：从历史来看，宝钛、西部超导和西部材料同源，原先三家是一家，是国家建设的军工服务研究地，最早在宝鸡是研究院加上加工厂，一直到 80 年代中期。研究院独立成为西北有色金属研究院，从宝鸡搬迁西安，之后先后成立西部材料和西部超导。西部材料最开始从事稀有难熔金属，后面西部钛业和

109、西部材料重组，加入了钛合金业务。西部超导最早是做超导材料，钛合金也是后续发展加入的业务。从目前来看，由于历史地位的存在，宝钛是产业化最长、最大、材料品种最全的钛合金生产企业， 可以看为是钛合金的 “百货商店” 。 而西部材料与西部超导两家实控人同为西北有色金属研究院， 因此存在同业竞争限制， 致使西部材料主要是钛合金板材、 管材， 西部超导主要是钛合金棒丝材。两家各自在自己领域有较强的竞争力，可以看做是某一类钛合金的“专卖店” 。 图表 37：钛合金企业特点对比 公司名称公司名称 产品形态产品形态 主要领域主要领域 主要工艺设备主要工艺设备 钛合金产能钛合金产能 收入规模收入规模（202020

110、20） 综合毛利率综合毛利率（20202020） 宝钛股份宝钛股份 全谱系 军 民 用 航 空 航天、发动机及民用石化领域 VAR 炉、快锻机、自由锻、二十辊冷轧机等 20000+吨 43 亿元 24.26% 西部超导西部超导 棒材、丝材 军用航空，新一代战机、运输机等 VAR 炉、快锻机、精锻机、 线棒材精整装备等 4950 吨 21 亿元 37.91% 西部材料西部材料 板材、管材 航空航天用钛薄板、兵器以及民用钛合金 VAR 炉、 二十辊冷轧机、热连轧机组等 5000 吨 20 亿元 21.18% 金天钛业金天钛业 板材、棒材 航空航天、海洋装备、石油化工等 VAR 炉、EB 炉、板材轧

111、机、轧管机等 5000 吨 - - 资料来源：wind，中航证券研究所 “十四五”纷纷出台扩产计划“十四五”纷纷出台扩产计划：2021 年三家钛合金上市企业分别公告扩产计划，2020 年宝钛集团提出了在“十四五”末，钛材市场占有率居世界第一、钛材产量达到 5 万吨的目标计划；西部材料预计募投项目达产后钛合金总体产能达 1 万吨；西部超导预计募投项目达产后钛合金产能将超 1 万吨，综合来看三家企业到十四五末期，钛合金总产能将超 7 万吨，我们预计其中军品产能有望达到 3 万吨左右。 31 中航证券研究所发布中航证券研究所发布 证券研究报告证券研究报告 请务必阅读正文之后的免责声明部分请务必阅读正

112、文之后的免责声明部分 军工材料报告：异“材”秀出千林表 图表 38：钛合金上市企业“十四五”产能情况预测（吨） 资料来源：wind，中航证券研究所 图表 39：钛合金扩产计划情况 公司名称公司名称 募投时间募投时间 计划投资额（亿元）计划投资额（亿元） 达产时间达产时间 20202020 年产能（吨）年产能（吨） 募投产能募投产能( (吨）吨） 西部材料 2021/1/29 4.85 2023 年初 5000 5000 宝钛股份 2021/2/25 12.92 2022 年底 20000 17390 西部超导 2021/7/9 21.83 2023 年中 4950 5050 资料来源：wind

113、，中航证券研究所 1.51.5、小结、小结 钛合金凭借其密度低、比强度高、耐蚀性好、导热率低等特点，在航空航天、船舶军舰等领域中广泛应用。目前，我国钛行业结构性调整已初见成效，已由过去的中低端化工、冶金和制盐等行业需求，正快速转向中高端的军工、高端化工(PTA 装备)和海洋工程等行业发展，行业利润由上述中低端领域正逐步快速向以军工为主要需求的高端领域转移。伴随着“十四五”的到来，高端军用钛合金在下游需求旺盛的环境下，供不应求，行业迎来高端产能快速扩张的窗口期。 我们认为“十四五”期间，受航空航天等军工武器装备快速列装的影响，有望进一步推动高端钛合金市场的快速发展，叠加目前主要钛合金龙头公司在高

114、端钛合金领域的战略布局和产能建设的快速发展，相应公司有望得到充分受益，国内厂商建议重点关注宝钛股份（600456） 、西部超导（688122） 、西部材料（002149）等。 32 中航证券研究所发布中航证券研究所发布 证券研究报告证券研究报告 请务必阅读正文之后的免责声明部分请务必阅读正文之后的免责声明部分 军工材料报告：异“材”秀出千林表 2 2、高温合金、高温合金现代物理冶金学和冶金工艺的集大成材料现代物理冶金学和冶金工艺的集大成材料 2.12.1、高温合金是现代航空发动机的基石、高温合金是现代航空发动机的基石 高温合金是以金属镍、铁、钴元素为基体，能在 600以上的高温下承受一定应力长

115、期工作，并具有优异抗氧化、抗腐蚀能力的一类先进结构材料。 图表 40：高温合金棒材 图表 41：高温合金铸件 资料来源：西部超导官网，中航证券研究所 资料来源：阿里巴巴，中航证券研究所 高温合金的最大特点不是其绝对熔点很高，而是在高温下仍然具有良好的特性：高温合金的最大特点不是其绝对熔点很高，而是在高温下仍然具有良好的特性：尽管纯金属材料中有熔点高达 2000以上的，如钨（3390） 、钽（2996） 、钼（2610）和铌（2468）等，可是在远低于其熔点下，其力学强度就迅速下降，高温氧化、腐蚀严重，因而，极少用纯金属直接作为超耐热材料。相比普通金属，高温合金在复杂工作环境下的性能优异：高温强

116、度；抗氧化性；抗热腐蚀；抗疲劳性；断裂韧性；内部组织稳定，使用可靠。虽然性能优异但高温合金制备难度较大，欧美也称其为超级合金。正如剑桥大学材料学家 R.W.Cahn 教授所述： “高温合金结合并利用了现代物理冶金学和冶金工艺的所有资源，显示了人类为实现极富挑战性的目标而做出的卓越成就。 ” 高温合金在材料工业中主要是为航空航天产业服务高温合金在材料工业中主要是为航空航天产业服务：尤其是航空发动机方面，高温合金决定发动机整机性能、可靠性和安全性的关键热端部件，如涡轮盘、叶片、燃烧室等均主要采用高温合金制造。此外，由于其优良的耐高温、耐腐蚀、抗疲劳等性能，已经应用到石油化工、电力、汽车、冶金、玻璃

117、制造、原子能等工业领域，从而大大扩展了高温合金的市场空间。 2.1.12.1.1、航空领域：现代航空发动机中，高温合金占总重量的、航空领域：现代航空发动机中，高温合金占总重量的 40%40%60%60% 高温合金主要应用于航空发动机，航空发动机被称为“工业之花” ，是航空工业中技术含量最高、难度最大的部件之一。 作为飞机动力装置的航空发动机， 尤其重要的是金属结构材料要具备轻质、 高强、 高韧、 33 中航证券研究所发布中航证券研究所发布 证券研究报告证券研究报告 请务必阅读正文之后的免责声明部分请务必阅读正文之后的免责声明部分 军工材料报告：异“材”秀出千林表 耐高温、抗氧化、耐腐蚀等性能，

118、而这些几乎是结构材料中最高的性能要求。在现代燃气涡轮航空发动机中，高温合金材料的用量占发动机总重量的 40%-60%。高温合金主要用于发动机四大热端部件：燃烧室、导向器、涡轮叶片和涡轮盘，此外，还用于机匣、环件、加力燃烧室和尾喷口等部件。 航空发动机的技术进步与高温合金的发展密切相关，军用航空发动机通常可以用其推重比（推力/重量）来综合地评定发动机的水平。提高推重比最直接和最有效的技术措施是提高涡轮前的燃气温度，因此高温合金材料的性能和选择是决定航空发动机性能的关键因素。随着航空装备的不断升级，对航空发动机推重比的要求不断提高，发动机对高性能高温合金材料的依赖越来越大。 图表 42：航空发动机

119、中高温部分多应用高温合金 资料来源： 世界航空涡轮发动机，从产品衍变看行业发展 ，中航证券研究所 2.1.22.1.2、航天领域：高温合金材料技术的发展直接影响航天发动机研制水平、航天领域：高温合金材料技术的发展直接影响航天发动机研制水平 高温合金主要应用于火箭或导弹等航天器中动力部分 （液氢液氧、 液氧煤油、 燃气涡轮、 冲压发动机）的承力热端部件（涡轮泵弯通、法兰盘、石墨舵紧固件等） ，还包括火箭涡轮转子、燃烧室等。航天发动机中的特殊工作环境要求其使用的材料必须能够承受高温、高压、高的温度梯度变化、高动态载荷和特殊介质的考验，因此对材料的综合性能和加工性能提出了很高的要求。高温合金材料已经

120、占据了航天发动机相当大的比重，接近总重量的一半，高温合金材料技术的发展直接影响航天发动机研制水平。 高温合金是火箭发动机核心部件燃烧室和涡轮泵的关键用材。高温合金是火箭发动机核心部件燃烧室和涡轮泵的关键用材。液体火箭发动机主要由燃烧室和喷管、 34 中航证券研究所发布中航证券研究所发布 证券研究报告证券研究报告 请务必阅读正文之后的免责声明部分请务必阅读正文之后的免责声明部分 军工材料报告：异“材”秀出千林表 涡轮泵和活门自动器三大部分组成， 其中燃烧室和喷管容纳推进剂燃烧， 产生 3000以上的高温和 30-200个大气压的高压气体并高速从喷管喷出，形成强大的推力；涡轮泵的作用是对氧化剂和燃

121、烧剂提高压力，以便注入燃烧室。 图表 43：火箭发动机结构 资料来源：图南股份招股说明书，中航证券研究所 高温合金材料技术的发展直接影响航天发动机研制水平。高温合金材料技术的发展直接影响航天发动机研制水平。 火箭发动机性能落后的根本原因在于高温合金材料的差距。火箭发动机燃烧室需承受高温（3000-4000） 、高压（20MPa）和高流速（2500-5000m/s）燃气冲刷， 对高温合金材料要求极高； 高性能涡轮泵需承受超低温液氧和燃料的冲刷， 且转速高、 压力大、密封性要求高，是液体火箭发动机最核心的部件，对高温合金原材料及制造工业提出了很高的要求。 2.1.32.1.3、船舶军舰：集中应用在

122、舰船的动力装置中、船舶军舰：集中应用在舰船的动力装置中 高温合金在船舶军舰中的应用也主要是集中在动力装置的结构件和动力装置中使用的大量高温螺栓。世界各国舰艇动力设备分主动力（主要是大型柴油机或核反应堆）和辅助动力（主要是燃气轮机） ，两部分都需要使用大量的高温合金。 柴油机具有热效率高、 功率范围广等优点， 在舰船动力装置中所占份额极大，高温合金主要应用于大型柴油机的预燃室喷嘴、高温耐腐蚀的弹性件和紧固件、气阀和气阀座合金、增压涡轮、增压器以及排气系统。而燃气轮机中需要用到高温合金的部位则包括空气压缩机、燃烧室、叶轮系统及齿轮减速器。喷射到叶轮上的气体温度高达 1300，因此叶轮系统需要选用高

123、温合金材料。 35 中航证券研究所发布中航证券研究所发布 证券研究报告证券研究报告 请务必阅读正文之后的免责声明部分请务必阅读正文之后的免责声明部分 军工材料报告：异“材”秀出千林表 图表 44：通用电气 LM2500 舰船燃气轮机 资料来源：搜狐网，中航证券研究所 2.22.2、分类多、品种多，对研发实力、经验积淀要求高、分类多、品种多，对研发实力、经验积淀要求高 高温合金可有多种分类方法：按主要元素主要元素可分为铁基、镍基和钴基三类高温合金；按制备工艺制备工艺可分为变形（牌号 GH） 、铸造（等轴晶牌号 K、定向柱晶牌号 DZ 和单晶牌号 DD） 、粉末（牌号 FGH）和金属间化合物高温合

124、金（牌号 JG）四大类高温合金；按强化方式强化方式可分为固溶强化、时效强化、氧化物弥散强化和晶界强化。 图表 45：高温合金分类及介绍 分类标准分类标准 种类种类 材料特性材料特性 基体元素基体元素 铁基铁基 高温合金高温合金 又称耐热合金钢，使用温度较低（600850），一般用于发动机中工作温度较低的部位，如涡轮盘、机匣和轴等零件。 镍基镍基 高温合金高温合金 使用温度最高（约 1000），广泛用于制造航空喷气发动机、各种工业燃气轮机的最热端零件，如涡轮部分工作叶片、导向叶片、涡轮等。 钴基钴基 高温合金高温合金 使用温度约 950，具有良好的铸造性和焊接性，主要用于做导向叶片材料，该合金由

125、于钴资源较少而价格昂贵。 制备工艺制备工艺 变形变形 高温合金高温合金 用量最大，需要先制备高温合金母合金，然后通过锻、轧和挤压等冷、热变形手段加工成材，合金化程度和高温强度较低。 铸造铸造 高温合金高温合金 使用温度和强度越高，合金化程度越高。这种情况下，传统热加工成形难度加大，加上部分零件结构复杂，需要采用精密铸造工艺制成零件。 粉末冶金粉末冶金 高温合金高温合金 采用液态金属雾化或高能球磨机制粉，晶粒细小、成分和组织均匀，显著改善了热加工性能。 金属间化合物金属间化合物 高温合金高温合金 Ti-Al 系金属间化合物密度低、比强度、比刚度高以及优良的高温性能是航空航天飞行器最理想的新型高温

126、结构材料。 强化方式强化方式 固溶强化固溶强化 高温合金高温合金 具有优异抗氧化性，良好的塑性和成型性以及一定的高温强度，主要用于环境温度较高，但承受应力较低的零件，如燃烧室和火焰筒等。 36 中航证券研究所发布中航证券研究所发布 证券研究报告证券研究报告 请务必阅读正文之后的免责声明部分请务必阅读正文之后的免责声明部分 军工材料报告：异“材”秀出千林表 时效强化时效强化 高温合金高温合金 具有较高的高温强度和蠕变强度以及良好的综合性能，主要用于承受高负荷、环境温度为高、中温的零件，如涡轮叶片、涡轮盘等。 氧化物弥散强化氧化物弥散强化 高温合金高温合金 合金中弥散分布氧化物颗粒，具有高热稳定性

127、，在 1000以上仍能保持较高的强度。 晶界强化晶界强化 高温合金高温合金 在合金中加入微量硼、铈、锆和镁等元素改善晶界状态以提高合金的抗蠕变能力。 资料来源：产业信息网，中航证券研究所 镍基高温合金应用范围最广：镍基高温合金应用范围最广：相较于铁基和钴基，镍基高温合金应用范围最广，占比达 80%，主要是得益于其在高温时强度更高；铁基高温合金则是从不锈钢发展起来的，优势在于有较好的中温力学性能和良好的热加工塑性，合金成分比较简单，成本较低；钴基高温合金，高温强度、抗热腐蚀和抗氧化能力具有一定优势，但钴是一种重要战略资源，世界上大多数国家缺钴，以致钴基合金的发展受到限制。相比较钴基更适合作为高温

128、静止零件的材料，镍基则更适合作为高温转动零件的材料。 变形高温合金占比高、种类多：变形高温合金占比高、种类多：变形高温合金在整个高温合金的产量中占比为 70%以上，产品种类也相对最多，在航空发动机里可用于制造盘轴、机匣、燃烧室、紧固件等多种零件；铸造高温合金多用于制造航空发动机中的机匣、叶片等结构复杂的零件；粉末高温合金方面，主要用于航空发动机中的盘轴类锻件，通常情况下服役条件较变形高温合金更为苛刻。 高温合金产业链上游为金属冶炼行业，主要通过冶炼金属矿石得到金属原材料。通过对金属原材料进行加工处理（如轧制、铸造或粉末冶金）后，获得变形高温合金、铸造高温合金或粉末高温合金；产业链下游企业通过购

129、买高温合金零部件应用到各自领域的机械设备当中。由于高温合金多数非标准化产品，产品类型随着下游需求不同而异，所以高温合金产业链相对较短，属于以技术为核心的产业。 图表 46：高温合金产业链 资料来源：中航证券研究所 37 中航证券研究所发布中航证券研究所发布 证券研究报告证券研究报告 请务必阅读正文之后的免责声明部分请务必阅读正文之后的免责声明部分 军工材料报告：异“材”秀出千林表 高温合金的制造主要集中在不同加工方式的制造工艺过程中，三种主要加工方式工艺流程如下： 图表 47：三种高温合金工艺流程 资料来源：新材料在线，中航证券研究所 整个军工材料领域盈利能力最强的品种之一：整个军工材料领域盈

130、利能力最强的品种之一：高温合金是整个特钢行业或者说是整个军工材料领域盈利能力最强的品种之一。高温合金因其原材料成本高、制备工艺复杂等原因，售价普遍较高。高温合金售价一般在数万元至百万元之间，常见品种预计平均价格在 15-30 万元左右。 图表 48：主要品种高温合金价格情况 型号型号 板材（万亿板材（万亿/ /吨）吨） 无缝管（万元无缝管（万元/ /吨）吨） 棒材（万元棒材（万元/ /吨）吨） GH4169GH4169 9-11 14-15 7-8.5 GH3128GH3128 24 - 18 Inconel625Inconel625 26 60 - Inconel718Inconel718

131、24 75 20 Inconel800HInconel800H 9 13 - HastelloyHastelloy 21 - 16 Monel400Monel400 18 22 - 资料来源：新材料在线，中航证券研究所 高温合金的工艺为非标准化，因此对研发实力、经验积淀要求很高。高温合金的工艺为非标准化，因此对研发实力、经验积淀要求很高。行业下游是航空发动机等产品也要求非常高的质量稳定性，因此高温合金行业有着非常强的市场先入壁垒，一旦进入用户的供应链体系，一般不会轻易更换。 38 中航证券研究所发布中航证券研究所发布 证券研究报告证券研究报告 请务必阅读正文之后的免责声明部分请务必阅读正文之后

132、的免责声明部分 军工材料报告：异“材”秀出千林表 图表 49：高温合金产业主要壁垒 壁垒壁垒 具体内容具体内容 技术壁垒技术壁垒 主要体现在成分、设备与工艺三方面 市场先入壁垒市场先入壁垒 用户一旦选定供应商通常不会轻易更换 质量标准壁垒质量标准壁垒 下游客户对资质考核严格，要求企业质量控制能力强 生产组织能力壁垒生产组织能力壁垒 对企业的人员配置、生产组织、工序管理能力都提出了较高的要求 资金壁垒资金壁垒 高温合金对设备要求高，企业需投入大量资金购买设备并持续研发 资料来源：新材料在线，中航证券研究所 国外发达国家先发优势，我国高温合金起步较晚：国外发达国家先发优势，我国高温合金起步较晚：高

133、温合金诞生于 20 世纪初期的美国，被用作车站的防腐支架。从二战开始，高温合金的研制进入了高速发展时期并大量应用。由于高温合金初期主要为军事服务，到五十年代，几大军事强国英、美、前苏联等国各自形成了自己的高温合金体系及相应的高温合金行业。相比较其他军事强国，我国高温合金起步较晚，技术水平与生产规模方面，与美国、俄罗斯等国仍有着较大差距。尤其是近些年我国加大研制高性能航空航天发动机力度，导致高温合金材料在供应上无法满足应用需求，而在涉及航天航空、国防等领域的高温合金产品，发达国家作为战略军事物资，从不出口，进一步增加了我国军用高温合金的缺口，同时也制约了我国高性能航空发动机发展。 供给与需求之间

134、存在较大缺口，仍然依赖进口：供给与需求之间存在较大缺口，仍然依赖进口：国产高温合金在合金纯净度、组织均匀度、加工工艺控制和产品合格率等方面与美国、俄罗斯等国的产品仍存在差距，这些差距使得中国厂商主要集中在中低端产品的制造上，高端产品产能不足，仍然依赖于进口。同时目前中国高温合金生产企业产能有限，供给与需求之间存在较大缺口，燃气轮机与核电等高端民用领域的高温合金仍主要依赖进口。 图表 50：国产高温合金质量与国际先进水平仍有较大差距 资料来源：新材料在线，中航证券研究所 2.32.3、高温合金供不应求， “两机专项”拉动需求、高温合金供不应求， “两机专项”拉动需求 高温高温合金供不应求，未来增

135、量来自中国：合金供不应求，未来增量来自中国：高温合金是钢铁材料金字塔的顶端材料。目前，受到世界航空制造业分布的影响，全球的高温合金主要消费地集中在欧美等航空制造业比较发达的国家或地区，特别 39 中航证券研究所发布中航证券研究所发布 证券研究报告证券研究报告 请务必阅读正文之后的免责声明部分请务必阅读正文之后的免责声明部分 军工材料报告：异“材”秀出千林表 是在航空制造业为发达的美国；中国及其他各地高温合金的消费量比较小。据统计，世界高温合金消费市场中，美国是主要的高温合金消费市场美国是主要的高温合金消费市场，占比 48%；其次为欧洲，占比 25%；亚洲地区消费占比则为 22%左右，其他地区为

136、 5%。 图表 51：高温合金用量占比 图表 52：全球高温合金消费区域分布 资料来源：Roskill，中航证券研究所 资料来源：前瞻产业研究，中航证券研究所 全球市场看，根据前瞻产业研究院预测，预计到 2024 年全球高温合金市场规模可达到 173 亿美元。需求结构方面，航空航天领域高温合金的需求量占总需求的 55%左右，且需求持续上升，各国基于安全战略的考量，均会加强对高温合金的需求。不过，美国、欧洲的高温合金市场已经较为成熟，未来的市场增量主要来源于中国。 图表 53：全球高温合金市场规模预测（亿美元） 图表 54：高温合金需求分行业占比 资料来源：前瞻产业研究，中航证券研究所 资料来源

137、：前瞻产业研究，中航证券研究所 我国高温合金近几年供需走势持续增长我国高温合金近几年供需走势持续增长， 年增速保持在 20-30%， 整体表现出供不应求的态势， 2019 年我国高温合金市场规模达到 169.8 亿元，同比增长 33.52%。 国内高温合金产能供给有限，长期存在较大的供需缺口。国内高温合金产能供给有限，长期存在较大的供需缺口。据统计，2019 年我国高温合金产量约 2.76 40 中航证券研究所发布中航证券研究所发布 证券研究报告证券研究报告 请务必阅读正文之后的免责声明部分请务必阅读正文之后的免责声明部分 军工材料报告：异“材”秀出千林表 万吨，但高温合金整体市场需求约为 4

138、.82 万吨，供需缺口达 2.06 万吨。 图表 55：2015-2019 中国高温合金市场规模情况 图表 56：2015-2019 年高温合金市场供需情况 资料来源：智研咨询，中航证券研究所 资料来源：智研咨询，中航证券研究所 “两机专项”加速推进，高温合金潜在需求提升：“两机专项”加速推进，高温合金潜在需求提升： “两机专项”主要是航空发动机和燃气轮机两个重大专项，两机的基本原理相同。航空发动机专项方面，将重点聚焦涡扇、涡喷发动机领域，同时兼顾有一定市场需求的涡轴、涡桨和活塞发动机领域，主要研发大涵道比大型涡扇发动机、中小型涡扇/涡喷射发动机、中大功率涡轴发动机等重点产品；燃气轮机专项的主

139、要目标为，2020 年实现 F 级 300MW 燃机自主研制，2030 年实现 H 级 400MW 燃机自主研制。 航空发动机方面，航空发动机方面，高温合金的应用占比在 40%-60%区间，根据WORLD AIR FORCES 2022报告，中美之间军用飞机的数量仍有较大差距，假设中国未来 10 年各类军机建设数量可以达到中美差值的 50%，预计可带动高温合金需求 2.65 万吨，以 1.5 的备换系数来看需求量可以达到 4 万吨，年均需求量在 4000 吨左右。 图表 57：中美军机数量差距（数量） 项目项目 美国美国 中国中国 差值差值 战斗机战斗机 2740 1571 1169 特种飞机

140、特种飞机 774 114 660 运输机运输机 982 286 696 直升机直升机 5463 912 4551 教练机教练机 2660 399 2261 总数总数 12619 12619 3282 3282 9337 9337 资料来源： WORLD AIR FORCES 2022 ，中航证券研究所整理 图表 58：在不同假设下未来十年我国军用航空发动机对高温合金的需求量（吨） 1010 年军机建设速度假设年军机建设速度假设 中美军机差值比例中美军机差值比例 30%30% 50%50% 70%70% 41 中航证券研究所发布中航证券研究所发布 证券研究报告证券研究报告 请务必阅读正文之后的免

141、责声明部分请务必阅读正文之后的免责声明部分 军工材料报告：异“材”秀出千林表 军用航空发动机高温合金需求军用航空发动机高温合金需求 （1.51.5 倍备换系数倍备换系数） 24000 40000 56000 资料来源： WORLD AIR FORCES 2022 ，中航证券研究所整理 民用航空发动机方面，根据中国商飞公司市场预测年报（2021-2040） ，预计 2021-2040 年中国将累计交付 9084 架新机， 假设这些新增飞机都是我国自产型号， 同时配备响应发动机， 以 1.5 的备换系数计算，预计未来 20 年发动机需求数量将超过 2.7 万台，高温合金需求量在 19 万吨。 图表

142、 59：未来 20 年中国民机高温合金市场预测 类型类型 国产国产型号型号 需求数量需求数量 （架）（架） 发动机发动机 型号型号 国产国产 型号型号 发动机发动机需求量需求量 高温合金高温合金 需求（需求（t t） 30%30% 国产国产 50%50% 国产国产 70%70% 国产国产 支线客机支线客机 arj21arj21 953953 CF34CF34- -10A10A CJCJ- -500500 28592859 81018101 24302430 40504050 56705670 单通道喷气客机单通道喷气客机 c919c919 62956295 LEAPLEAP- -1C1C CJ

143、CJ- -10001000 1888518885 3 3682636826 6137661376 8592785927 双通道喷气客机双通道喷气客机 cr929cr929 18361836 - CJCJ- -20002000 55085508 5967059670 1790117901 2983529835 4176941769 总量总量 90849084 2725227252 3 5715757157 9526295262 6 资料来源：商飞官网，中航证券研究所整理 火箭发动机方面火箭发动机方面，我国的“长征”系列火箭以及“神

144、舟”系列飞船，发动机的核心部分都采用了高温合金材料。根据中国航天科技活动蓝皮书(2020 年) ，2021 年，中国全年发射次数首次突破 40 次，那么预计“十四五”期间，我国航天发射次数有望超过 200 次。根据液体火箭发动机的结构质量 ，火箭发动机核心部件涡轮泵质量占发动机质量的 20-26%，燃烧室质量占发动机质量的 1.2-3.3%。我国未来主力运载火箭长征七号采用的 YF-100 液氧-煤油火箭发动机单台质量为 1.9 吨，每枚火箭采用 6 台 YF-100 火箭发动机， 则每枚火箭涡轮泵及燃烧室总质量， 即每枚长征七号火箭所用高温合金部件质量约为 2.88 吨， 我们假设每枚火箭所

145、用高温合金质量在 3 吨左右，按 20%-25%的成材率来看，预计“十四五”期间我国火箭发射需求高温合金在 2400-3000 吨，每年需求或超过 500 吨。 燃气轮机方面燃气轮机方面，广泛应用于发电、船舰和机车动力、管道增压等能源、国防、交通领域，是关系国家安全和国民经济发展的高技术核心装备，属于高科技产业。可分为微型、轻型和重型三类，其中重型燃气轮机是我国要重点发展的对象。 在舰船领域，我国与欧美等军事强国存在巨大的差距。当前，国外现代大、中型水面舰艇和高性能舰船都基本采用燃气轮机作为主要动力装置。据 19812008 年国外舰船动力装置统计，3/4 的水面舰船采用了燃气轮机(含柴-燃联

146、合)。 相比之下， 我国军舰动力燃气轮机化率远低于老牌海军强国， 舰艇以燃气轮机作为动力是未来军舰升级换代下的必然趋势，替代空间巨大。随着我国 QC280/QD280 等舰船燃气轮机的问世， 标志着我国国产舰船用燃气轮机完成国产化。 假设单台燃气轮机重量为 25 吨， 高温合金重量占比 40%，成材率 25%，我们预计未来 10 年我国舰船高温合金需求量在 3.6 万吨左右。 42 中航证券研究所发布中航证券研究所发布 证券研究报告证券研究报告 请务必阅读正文之后的免责声明部分请务必阅读正文之后的免责声明部分 军工材料报告：异“材”秀出千林表 图表 60：未来十年主要舰船燃气轮机高温合金需求

147、类型类型 高温合金需求量（吨）高温合金需求量（吨） 驱逐舰驱逐舰 17550 护卫舰护卫舰 13000 补给舰补给舰 1300 两栖舰艇两栖舰艇 4550 总量总量 36400 资料来源：中航证券研究所整理 在民用领域，发电用燃气轮机、天然气传输用燃气轮机在“西气东输” 、 “北气南下”以及“双碳”政策的支持下，未来都将是重点的建设工程，尤其是燃气发电项目具有能源转换效率高、污染物排放少、启停迅速、运行灵活等特点。 除去两机项目，高温合金在汽车、核电等多领域均有应用，过去五年我国高温合金需求量年复合增速为 19%左右，我们以 15%左右的增速对十四五期间进行测算，预计到 2025 年我国高温合

148、金年需求量将超过10 万吨，市场规模有望超过 300 亿元。 图表 61：十四五期间高温合金需求量测算（万吨） 资料来源：智研咨询，中航证券研究所整理 2.42.4、竞合关系为主，共同满足市场需求、竞合关系为主，共同满足市场需求 国际方面高温合金行业呈现寡头特征：国际方面高温合金行业呈现寡头特征：高温合金行业需要依托强大的生产和研发技术方能保障企业的正常运行，同时该行业无论军品和民品均涉及到产品认证问题，特别是军品的认证，周期长，审核严，可以说为该行业构筑了天然的进入壁垒， 全球范围仅不超过50家企业具有生产航空航天用高温合金的能力，主要集中在美、英、法、德等国，行业呈现寡头特征。例如国际因科

149、合金公司、汉因斯司泰特公司、卡本特公司等公司主要负责母合金的冶炼、生产，先进高温合金如粉末高温合金和单晶高温合金主要由三大 43 中航证券研究所发布中航证券研究所发布 证券研究报告证券研究报告 请务必阅读正文之后的免责声明部分请务必阅读正文之后的免责声明部分 军工材料报告：异“材”秀出千林表 航空发动机生产商（通用电气、罗尔斯罗伊斯和普拉特惠特尼）主导，少数企业如 PCC、ATI 等产业链布局范围较广。 对于我国来说， 技术相对成熟的变形合金、 等轴合金逐步开始替代俄罗斯、 美国高温合金，未来国产化率将逐步提高。 图表 62：全球主要的高温合金企业 序号序号 生产厂家生产厂家 业务类型业务类型

150、 国家国家 1 佳能佳能- -穆斯克贡公司穆斯克贡公司 单晶合金 美国 2 汉因斯司泰特公司汉因斯司泰特公司 冶炼、板材 美国 3 国际因科合金公司国际因科合金公司 冶炼、棒材、板材 美国 4 马丁马丁- -马丽塔公司马丽塔公司 机械合金化 美国 5 卡尔特公司卡尔特公司 冶炼、棒材 美国 6 万德姆金属万德姆金属 冶炼、棒材 德国 7 阿勒格尼技术公司（阿勒格尼技术公司（ATIATI） 冶炼、板材、棒材、锻造 美国 8 精密机件公司（精密机件公司（PCCPCC） 冶炼、板材、棒材、锻件、铸件 美国 9 奥博杜瓦奥博杜瓦 锻件、粉末冶金、单晶合金 法国 10 通用电气公司通用电气公司 粉末冶金

151、、高温合金 美国 11 豪梅特公司豪梅特公司 铸件 美国 12 普拉特普拉特- -惠脱尼公司惠脱尼公司 粉末冶金、高温合金 美国 13 罗尔斯罗伊斯公司罗尔斯罗伊斯公司 粉末冶金、单晶合金 英国 资料来源：新材料在线，中航证券研究所 我国已形成一定规模拥有较先进技术装备的生产基地：我国已形成一定规模拥有较先进技术装备的生产基地： 高温合金尤其是高性能高温合金市场仍主要依赖进口，但随着国产化越来越迫切，国产企业发展势头迅猛，开始承担航空发动机、燃气轮机等高端装备用高温合金的研制和生产任务。中国高温合金的研发起步于 20 世纪 50 年代，经过 50 多年发展，现在已形成自己的高温合金体系，目前已

152、形成一定规模拥有较先进技术装备的生产基地。一类是以抚顺特钢、宝钢特钢、长城特钢等特钢企业的高温合金冶炼基地，另一类是以钢研总院、中科院金属所、北京航材院为代表的研究、生产基地，如钢研高纳、中科三耐等，同时一些民营企业通过自身的战略发展、研发投入，在高温合金领域中也逐渐成长，成为行业内重要的组成部分，如图南股份、隆达股份等公司。 图表 63：我国主要高温合金生产企业 类别类别 公司名称公司名称 公司介绍公司介绍 特钢企业特钢企业 抚顺特钢抚顺特钢 （600399600399） 抚顺特钢是我国大型特殊钢重点企业和军工材料研发及生产基地。该公司以特殊钢和合金材料的研发制造为主营业务，抚顺特钢高温合金

153、的研发生产，主要以航空发动机用盘、轴用变形高温合金材料为主，主要以棒材、板材、锻件为主。 长城特钢长城特钢 长城特钢是我国重点特殊钢科研、生产基地，国家重点军工配套企业。2004 年与攀钢集团重组，形成了资源、技术优势互补，普钢、特钢紧密结合的钢铁集团。拥有生产纳米级钢、核能用高纯钢、高温合金及耐腐蚀合金、宽模具扁钢等多项专有技术。 44 中航证券研究所发布中航证券研究所发布 证券研究报告证券研究报告 请务必阅读正文之后的免责声明部分请务必阅读正文之后的免责声明部分 军工材料报告：异“材”秀出千林表 宝钢特钢宝钢特钢 宝钢特钢是由上海五钢核心资产组建而成，宝钢特钢目前在大型高温合金盘锻件等方面

154、有着突出的技术能力。宝钢特钢高温合金的研发生产，主要以航空发动机用盘、轴用变形高温合金材料为主，主要以棒材、锻件为主。 研究院转型研究院转型 钢研总院钢研总院 钢研高纳钢研高纳 （300034300034） 钢研高纳系钢研集团旗下新材料产业的主要生产基地，目前是国内高端和新型高温合金制品生产规模最大的企业之一，于 2009 年 12 月在创业板上市。产品定位在高端和新型高温合金领域，面向的客户以航空航天发动机装备制造企业和大型的发电设备企业集团为主。 中科院金属所中科院金属所 中科三耐中科三耐 （430513430513） 中科三耐从事耐高温、耐腐蚀、耐磨损高温合金材料及其精密铸件的研究与生产

155、，当前公司的主营类产品是航空发动机材料以及燃气轮机叶片。中科三耐控股股东为中科院金属所，金属所为公司的发展提供技术和人才资源，公司则是金属所知识创新工程的重要产业化平台。 北京航材院北京航材院 北京航材院是国内唯一面向航空，从事航空先进材料应用基础研究、材料研制与应用技术研究和工程化研究的综合性科研机构。现有铸造高温合金母合金、铸造单晶高温合金叶片的研究、制造生产能力，并对粉末高温合金、金属间化合物高温合金有着较好的研究基础。 其他企业其他企业 图南股份图南股份 （300855300855） 图南股份专业从事高温合金、耐蚀合金、好、精密合金等待特种合金及其制品的研发与生产。公司航空用高品质高温

156、合金、特种不锈钢无缝管材已占据一定市场份额。同时，随着先进技术的产业化，制备的高温合金品种逐步增加。 西部超导西部超导 （688122688122） 西部超导以航空、航天用高端钛合金为依托，建成高性能高温合金棒材项目，产品包括变形高温合金、铸造和粉末高温合金母合金等。目前已承担了国内航空发动机用多个牌号高温合金材料研制任务，已取得相关资质并开始供货。 广大特材广大特材 （688186688186） 广大特材具有合金材料和合金制品两大产品体系，其中合金材料包括特种不锈钢、高温合金和超高强度钢等产品，广泛应用于新能源风电、轨道交通、机械装备、军工装备、航空航天、核能电力、燃气轮机、海洋石化、半导体

157、芯片装备等高端装备制造业。 隆达股份隆达股份 隆达股份专注于航空航天和燃气轮机等领域用高品质高温合金业务，公司铸造高温合金母合金产品聚焦两机产业链，面向国内外市场，并参与国产航空发动机和重型燃气轮机热端部件高温合金的研发和试制。 资料来源：公司公告，新材料在线，图南股份招股说明书，中航证券研究所 竞合关系为主，有效产能不足，以满足市场需求为目标共同发展。竞合关系为主，有效产能不足，以满足市场需求为目标共同发展。我国高温合金行业从业企业整体技术开发水平与国际先进水平还有较大差距，整体产能、实际有效产量较小，尤其是高端航空用高温合金的有效产能远远不能满足日益增长的市场需求。目前国内从业企业间属于竞

158、合关系，军品方面不存在较多竞争，基本上以努力实现技术创新、扩大产能、满足市场需求为目标共同发展。 45 中航证券研究所发布中航证券研究所发布 证券研究报告证券研究报告 请务必阅读正文之后的免责声明部分请务必阅读正文之后的免责声明部分 军工材料报告：异“材”秀出千林表 图表 64：高温合金企业特点、产品定位对比 公司名称公司名称 产品形态产品形态 定位定位 高温合金高温合金 产能产能 收入规模收入规模（20202020） 综合毛利率综合毛利率（20202020） 抚顺特钢抚顺特钢 变形高温合金母合金 变形高温合金龙头企业变形高温合金龙头企业，产能规模最大，在航空航天市占率很高 5000 吨 63

159、 亿元 21.99% 钢研高纳钢研高纳 铸造、变形、新型高温合金 铸造高温合金龙头企业铸造高温合金龙头企业，变形高温合金上游为抚钢，产品批量小，结构复杂，技术水平高，航空航天产品主要有发动机精铸件、航空发动机盘锻件等 3000 吨 16 亿元 34.60% 图南股份图南股份 铸造、变形高温合金 专注细分领域，在精密铸件方面有比较优势专注细分领域，在精密铸件方面有比较优势，产品涉及机匣类大型复杂薄壁结构件、涡轮转动及导向叶片、整体叶盘、导向器、扩压器等 1445 吨 5 亿元 32.56% 西部超导西部超导 变形高温合金、铸造和粉末高温合金母合金等 国内高性能高温合金材料的新兴供应商，目前新兴供

160、应商，目前处于小批量生产阶段处于小批量生产阶段，陆续承担了国内重点国防装备用多个高温合金材料的研制任务 2000 吨 21 亿元 37.91% 广大特材广大特材 变形高温合金 多种变形高温合金小批量供应试制变形高温合金小批量供应试制，GH4169大规格棒材已经批量供应 2000 吨 18 亿元 23.60% 隆达股份隆达股份 铸造、变形高温合金 铸造高温合金专注“两机领域”铸造高温合金专注“两机领域”，部分牌号已用于热端部件（燃烧室、涡轮部件）中要求最高、代表材料先进技术水平的 转动件 2000 吨 5 亿元 18.01% 资料来源：wind，中航证券研究所 高温合金“十四五”持续扩产高温合金

161、“十四五”持续扩产：抚顺特钢、钢研高纳、图南股份、西部超导、广大特材等高温合金企业纷纷出台扩产计划，预计到十四五末期高温合金的产能较 2020 年增长 157%。 图表 65：高温合金上市企业“十四五”产能情况预测（吨） 资料来源：wind，中航证券研究所 46 中航证券研究所发布中航证券研究所发布 证券研究报告证券研究报告 请务必阅读正文之后的免责声明部分请务必阅读正文之后的免责声明部分 军工材料报告：异“材”秀出千林表 图表 66：高温合金扩产计划情况 公司名称公司名称 募投时间募投时间 计划投资额（亿元）计划投资额（亿元） 达产时间达产时间 20202020 年产能（吨）年产能（吨） 募

162、投产能募投产能( (吨）吨） 抚顺特钢 2021/3/31 6.88 2023 年初 5000 5000 钢研高纳 2020/5/30 2.35 2025 年 3000 7000 图南股份 2020/7/13 4.76 2022 年底 1445 1000 广大特材 2020/1/20 3.60 2023 年底 2000 3700 西部超导 2021/7/9 21.83 2023 年中 2000 4000 隆达股份 2022 年 8.55 2025 年 2000 10000 资料来源：wind，中航证券研究所 2.52.5、小结、小结 高温合金凭借其耐高温、高强度、耐腐蚀、抗疲劳等特点，在航空航

163、天、船舶军舰等领域应用广泛，是动力装置向更高性能发展的重要物质基础。现阶段我国高温合金产业整体呈现出供不应求的态势，目前全球高温合金技术集中在老牌军事强国美、欧、俄手中，我国高温合金产业在近些年加速追赶，但从产品上仍然存在差距，这些差距根源是体现在技术及经验积累方面。 我们认为，随着我国在高性能航空航天发动机的研发力度不断加大，技术经验稳步积累，高温合金产业已经进入快速发展阶段。由于高温合金涉及种类多，国内供不应求情况严重，同时我国军工领域的高温合金生产企业数量较少， 进口替代空间广阔， 各企业在高温合金需求快速增长的环境下， 均有望充分受益。国内厂商重点关注抚顺特钢 （600399） 、 钢

164、研高纳 （300034） 、 图南股份 （300855） 、 西部超导 （688122） 等。 47 中航证券研究所发布中航证券研究所发布 证券研究报告证券研究报告 请务必阅读正文之后的免责声明部分请务必阅读正文之后的免责声明部分 军工材料报告：异“材”秀出千林表 3 3、铝合金、铝合金军事工业中应用最广泛的金属结构材料军事工业中应用最广泛的金属结构材料 3.13.1、低成本及高模量，军工行业竞争优势明显的结构材料、低成本及高模量，军工行业竞争优势明显的结构材料 铝是地壳中含量最丰富的金属元素， 是世界上产量和用量仅次于钢铁的有色金属， 密度仅为 2.7g/cm，约为钢的 1/3。由于纯铝较软

165、、强度低，所以通过在铝中加入少量元素（如镁、铜、锌、硅、锂等）制得性能更佳的铝合金。由于铝合金具备优良的力学性能和抗腐蚀性能，是工业中应用最广泛的一类有色金属结构材料，在建筑、航空航天、汽车、机械制造、船舶及化学工业中已大量应用。 图表 67：铝合金板材 图表 68：铝合金铸件 资料来源：搜狐网，中航证券研究所 资料来源：百度网，中航证券研究所 铝合金在力学、化学等方面均具备优良的性质：力学方面，主要体现在密度低，强度较高，模量高密度低，强度较高，模量高等方面。铝的密度仅为 2.7g/cm，与其他金属相比质量较轻，仅为钢的 1/4，因此适合应用于对轻质化要求较高的领域；化学性质方面，由于铝合金

166、在空气中表面可以生成一层致密的氧化物薄膜，具有保护自身防止深层氧化的作用，因此具有出色的耐腐蚀性质出色的耐腐蚀性质，化学组成十分稳定。铝合金的塑性很好铝合金的塑性很好，可加工成各种型材，具有优良的导电性、导热性，因此在工业上使用十分广泛，使用量仅次于钢。 目前，行业内已经出现的不同成份的铝合金有 250 多种。为了便于区分，根据合金成分的不同，我国采用国际通用的四位数字牌号法分类，以便生产现场标记和记忆和计算管理。在军事工业中应用的铝合金主要有铝锂合金、铝锂合金、2XXX2XXX（A1A1- -CuCu- -MgMg）系列和）系列和 7XXX7XXX 系列铝合金系列铝合金等。 图表 69：铝合

167、金的组别分类 序号序号 牌号牌号 组别组别 范例范例 1 1 纯铝(含量不小于 99.00%) 铝合金 1420， 其成份组成为： Al 92.9%、 Mg 5.0%、 Li 2.0%、 Zr 0.1% 2 2 以铜为主要合金元素 铝合金 2024， 其成份组成为： Al 93.5%、 Cu 4.4%、 Mn 0.6%、 Mg 1.5% 3 3 以锰为主要合金元素 铝合金 3003，其成份组成为：Al 98.6%、Mn 1.2%、Cu 0.12% 48 中航证券研究所发布中航证券研究所发布 证券研究报告证券研究报告 请务必阅读正文之后的免责声明部分请务必阅读正文之后的免责声明部分 军工材料报告

168、：异“材”秀出千林表 4 4 以硅为主要合金元素 铝合金 4006，其成分组成为：Al 98.3%、Si 1.0%、Fe 0.65% 5 5 以镁为主要合金元素 铝合金 5024，其组成为：Al 94.5%、Mg 4.6%、Mn 0.6%、Zr 0.1%、Sc 0.2% 6 6 以镁和硅为主要合金元素并以 Mg2Si 为强化相 铝合金 6061，其祖成为：Al 97.9%、Si 0.6%、Mg 1.0%;、Cu 0.25%、Cr 0.2% 7 7 以锌为主要合金元素 铝合金 7010，其组成为：Al 93.3%、Zn 6.2%、Mg 2.35%、Cu 1.7%、Zr 0.1% 8 8 以其它合

169、金元素为主要合金元素 铝合金 8019，其组成为：Al 87.5%、Fe 8.3%、Ge 4.0%、O 0.2% 9 9 备用合金组 资料来源：中航证券研究所整理 铝锂（铝锂（AlAl- -LiLi）合金）合金，是近年来航空材料中发展最迅猛的轻量化材料，具有密度低、弹性模量高、比刚度高、疲劳性能好、耐腐蚀等特点，取代常规铝合金后，质量可减轻 10%-20%，刚度提高 15%-20%。我国自主研制的 Al-Li 合金牌号极少，仅 1420 合金获得应用，C919 客机使用的铝锂合金由美国铝业公司提供。国内仅能生产 1420、2195、2197、2A97 等有限合金牌号，航空高端应用领域尚未实现工

170、业生产。因此开展新型铝锂合金设计、超大规格铸锭制备和深加工技术具有重要意义。 2XXX2XXX（A1A1- -CuCu- -MgMg）系铝合金）系铝合金，具有高的抗拉强度、韧性和疲劳强度，良好的耐热、加工及焊接性能，被广泛应用于空天、汽车及兵器工业等领域。国外在 2024-T351 铝合金厚板基础上，已开发出了具有不同强度、韧性、疲劳、耐腐蚀性能匹配的 2324、2624 等机翼下翼面用高损伤容限铝合金，并实现装机应用。我国装备型号向轻量化、长寿命、高可靠、低成本方向发展，对机身蒙皮材料的断裂韧性、抗裂纹扩展能力和耐蚀性能具有较高的要求， 迫切需要开展高损伤容限 2XXX 系铝合金的开发工作，

171、 未来， 复合微合金化将是 Al-Cu-Mg 系高强铝合金一个重要发展方向。 7XXX7XXX 系铝合金系铝合金，具有较好的耐应力腐蚀性能，是铝合金中强度最高的一个系列，是国际上公认的航空国际上公认的航空主干材料主干材料。最近，国外开发了 7055 合金（Al8Zn-2.05Mg-2.3Cu-0.16Zr） ，其在 T77511 状态下屈服应力超过了 620MPa，用于波音 777 飞机，减重 635kg。目前我国航空用 7XXX 系铝合金缺乏系统的合金设计和制备加工技术，某些产品完全依靠进口。开发新型 7XXX 系铝合金具有重要意义。 铝合金应用成本较低，竞争优势明显：铝合金应用成本较低，竞

172、争优势明显：以铝锂合金为例，在铝合金中加入锂既能降低密度又能提高弹性模量（向铝金属中每添加 1%的锂，铝合金的密度就下降约 3%，而其弹性模量则会上升约 6%） ，从而铝锂合金成为复合材料(碳纤维复材)强有力的竞争产品。据波音飞机公司测试，采用铝锂合金制造波音飞机，其重量可以减轻 14.6%， 燃料节省 5.4%， 飞机制造成本可下降 2.1%， 每架飞机每年的飞行费用可降低 2.2%。由于铝锂合金的成本大约只是复合材料(碳纤维复材)的 10%，因而在应用上具有明显的比较优势。所以，铝合金是武器轻量化首选的轻质结构材料。铝合金在航空工业中主要用于制造飞机的蒙皮、隔框、长梁和 49 中航证券研究

173、所发布中航证券研究所发布 证券研究报告证券研究报告 请务必阅读正文之后的免责声明部分请务必阅读正文之后的免责声明部分 军工材料报告：异“材”秀出千林表 珩条等；在航天工业中，铝合金是运载火箭和宇宙飞行器结构件的重要材料，在兵器领域，铝合金已成功地用于步兵战车和装甲运输车上，一些新型榴弹炮炮架也大量采用了新型铝合金材料。 3.1.13.1.1、航空领域：占比逐步减少，但以高性能铝合金应用为主、航空领域：占比逐步减少，但以高性能铝合金应用为主 铝合金在航空产业主要用作结构材料，如蒙皮、框架、螺旋桨、油箱、壁板和起落架支柱等。根据飞机不同的使用条件和部位，主要用了三种铝合金： 高强铝合金（主要用于飞

174、机机身部件、发动机舱、座椅、操作系统等） ； 耐热铝合金（主要用于靠近发动机的机舱、空气交换系统等） ； 耐蚀铝合金（主要用于水上飞机） 。 高强铝合金由于具有高的比强度、比模量和良好的断裂韧性、抗疲劳、耐腐蚀等性能，一直被用作飞机的主要结构材料。并且，由于铝的资源丰富，铝合金性能优良、易加工成形、价格合理、可回收性强等诸多优点，加上材料合金化与制备技术的不断进步保证了其在航空领域有很强的竞争力，一直是军用飞机结构的首选材料。 图表 70：部分军用飞机的材料用量重量占比（%） 机型机型 铝合金（铝合金（% %） 钢（钢（% %） 钛合金（钛合金（% %） 复合材料（复合材料（% %） 其他（其

175、他（% %） F F- -15E15E 36 4.4 26.9 2 20.9 F F- -16A16A 78.3 4.7 2.2 4.2 10.6 F F- -18A18A 50.9 13 12 12 F F- -2222 15 5 41 24 F F- -1515 37.3 5.2 25.8 1.2 苏苏 2727 64 18 18 C C- -1717 69.3 10.3 10.3 8.1 资料来源： 铝合金在航空航天器中的应用 ，中航证券研究所 此外，铝合金板材被大量用于制造商用运输飞机、民航客机及低空通用飞机中。ARJ21 和 C919 大型客机的用材中， 铝合金零部件的质量占飞机总质

176、量的比例高达 68%-75%， 主要采用的是 2XXX 和 7XXX 铝合金。 50 中航证券研究所发布中航证券研究所发布 证券研究报告证券研究报告 请务必阅读正文之后的免责声明部分请务必阅读正文之后的免责声明部分 军工材料报告：异“材”秀出千林表 图表 71：ARJ21 飞机上主要铝材分布图 资料来源： 铝合金在航空航天器中的应用 ，中航证券研究所 国产涡扇支线客机 ARJ21 选用了符合国际先进标准即美国航空材料标准 （AMS） 的铝合金， 包括板材、箔材、型材、管材、棒材、锻件等多种规格材料，铝结构质量占总质量的 75%。选用的铝合金基本与 B777飞机一样，在飞机的主要结构件上选用了综

177、合性能较好的第四代高强耐损伤铝合金。机翼下壁板采用高损伤容限型的铝合金，机翼上壁板采用高强耐蚀的预拉伸厚板。其他承力构件如机翼梁、机身桁条、机身框架、隔框、机翼上桁条、翼肋和翼梁等部位也使用了大量铝合金。 图表 72：铝合金材料在 ARJ21-700 支线客机中的应用 序号序号 牌号牌号 主要使用部分主要使用部分 序号序号 牌号牌号 主要使用部分主要使用部分 1 2024 机身蒙皮、机翼下壁板 8 7050 于截面受高载荷的主要结构件，如机翼上壁板、梁等 2 2124 中温下对强度和稳定性有要求的部位 9 7055 飞机翼上壁板、机翼上桁条 3 2026 机翼下桁条 10 7075 飞机结构的

178、重要受力零件、接头等 4 2324 蒙皮、机翼下桁条、机翼下壁板 11 7155 机翼上壁板、梁、机身桁条、机身框架、隔框、机翼上桁条、翼肋和翼梁 5 2524 机身蒙皮、机翼下壁板、机身框架、隔框 12 7175 飞机结构主要承力部件 6 2219 发动机短舱零件 13 7475 机翼蒙皮、机翼下壁板、梁和隔框等 7 6061 要求有高塑性和高抗腐蚀性的飞机零件、飞机管件 资料来源： 铝合金在航空航天器中的应用 ，中航证券研究所 随着技术发展，铝合金的应用逐步受到复合材料、钛合金等材料的应用挑战，其用量也在逐渐减少。例如，复合材料通常较铝合金轻，不易产生疲劳和腐蚀，具有高比强度和易于设计的优

179、点，复合材料的大 51 中航证券研究所发布中航证券研究所发布 证券研究报告证券研究报告 请务必阅读正文之后的免责声明部分请务必阅读正文之后的免责声明部分 军工材料报告：异“材”秀出千林表 量应用对高强铝合金的发展提出了严峻挑战。虽然如此，但铝合金成本优势明显，未来将以高性能铝合金应用为主。 图表 73：主要商用飞机中材料用量占比（%） 时间时间 机型机型 铝合金（铝合金（% %） 钢（钢（% %） 钛合金（钛合金（% %） 复合材料（复合材料（% %） 1960-1970 B747 87 13 4 1 A300 64 13 4 5 1970-1980 B767 80 14 2 3 B757 7

180、8 13 6 3 A320 76.5 13.5 4.5 5.5 1980-1990 A340 75 8 6 8 B777 70 11 7 11 1990-目前 A380 60 4 10 25 B787 20 10 15 50 A350XWB 19 6 14 53 资料来源： 铝合金在航空航天器中的应用 ， 大飞机用铝合金的研究现状及展望 ，中航证券研究所 3.1.23.1.2、航天领域：轻量化关键结构件、航天领域：轻量化关键结构件 在任何发射航天器的火箭到航天器上都用了铝。从中国的长征一号火箭到长征四号火箭的结构多为金属板材和加强件组成的硬壳、半硬壳式结构，材料多为比强度和比刚度高的铝合金，也

181、采用了一部分不锈钢、钛合金和非金属材料，但铝合金占结构材料总质量的 70%以上。 长征一号至四号火箭的结构材料基本上是铝合金，大多采用 2024 与 7075 铝合金，也有采用 2219 铝合金。此外，铝合金也用于制造燃料箱和助燃剂箱。 在航天产业开发初期，美国采用 2014 铝合金，后来，由于自动焊接技术的开发与成熟，改用 2219 铝合金。 3.1.33.1.3、船舶军舰：在舰艇上广泛应用、船舶军舰：在舰艇上广泛应用 在海军舰船中，用量最大的金属材料是船体结构钢，作为整个舰船的关键结构载体，其次是铝合金。与钢材相比， 铝合金具有密度小、 比强度大、 无磁性、 高导电性和导热性等特点， 是制

182、造中小型舰艇船体、上层建筑及其他仓面器具的首选材料，尤其是制造滑行艇、水翼艇、气垫船、冲翼艇的最佳材料。因为它们的质量对航速尤为敏感，减轻船体质量能够有效地提高航速。 铝材在船舰上主要有三类应用： 以强度为主要因素的受力结构件，如船体、大型舰船甲板室、舰船舰桥、导弹发射筒、电磁炮轨道等。 52 中航证券研究所发布中航证券研究所发布 证券研究报告证券研究报告 请务必阅读正文之后的免责声明部分请务必阅读正文之后的免责声明部分 军工材料报告：异“材”秀出千林表 非受力构件或受力较小的构件，如各种栖装件、油箱、水箱、储藏柜，铝质水密门、窗、盖，卫生设施、管道、通风、挡风板、支架、流线型罩壳和手把等。它

183、们多是用 6063、6082、3003 等合金材料制造的。 功能材料，用于制造仓室内部装饰件与绝热、隔声材料。 图表 74：铝合金在船舶上的应用实例 序号序号 用途用途 合金合金 产品类型产品类型 1 船侧、船底外板 5083、5086、5456、5052 板、型材 2 龙骨 5083 板 3 肋板、隔壁 5083、6061 板 4 肋骨 5083 型板、板 5 发动机台座 5083 板 6 甲板 5052、5083、5086、5456、5454、7039 板、型材 7 操纵室 5083、6N0、5052 板、型材 8 舷墙 5083 板、型材 9 烟筒 5083、5052 板 10 舷窗 5

184、052、5083、6063、AC7A 型材、铸件 11 舷梯 5052、5083、6063、6061 型材 12 桅杆 5052、5083、6063、6061 管、棒、型材 13 海上容器结构材料 6063、6061、7003 型材 14 海上容器顶板和侧板 3003、3004、5052 板 15 发动机及其他船舶部件 AC4A、AC4C、AC4CH、AC8A 铸材 资料来源： 舰船用铝合金的研究与应用 ，中航证券研究所 铝合金在舰艇上获得了广泛的应用，在建造航空母舰、巡洋舰、护卫舰、导弹驱逐舰、潜艇、快艇、炮艇、登陆艇时，应用铝合金的实例很多。 铝合金在航空母舰上的应用：铝合金在航空母舰上的

185、应用：铝合金在航母上的应用部位从飞机起飞和降落的部分甲板、巨大的升降机、大量管道，覆盖到舷窗盖、吊灯架、门、舱室隔壁、舱室装饰、家具、厨房设备和部分辅机等。例如，美国 “企业” 号航空母舰的四个巨大的升降机是用铝-镁合金焊接的。“辽宁” 号航母的铝材用量估计约 650t，合金多为 5052 与 6063。 铝合金在大型水面舰上的应用：铝合金在大型水面舰上的应用：巡洋舰与驱逐舰等大型水面舰为了减轻上层建筑的质量和保持稳定性等而广泛地采用铝合金结构。 据报道， 美国海军不同级别的驱逐舰的甲板以上结构中用的铝合金数量如下：护航驱逐舰用铝量 251 吨；导弹驱逐领舰用铝量 811 吨；弹道导弹驱逐舰用

186、量 516 吨；弹道导弹核动力驱逐领舰用铝 930 吨。 53 中航证券研究所发布中航证券研究所发布 证券研究报告证券研究报告 请务必阅读正文之后的免责声明部分请务必阅读正文之后的免责声明部分 军工材料报告：异“材”秀出千林表 铝合金在快艇及高速船上的应用：铝合金在快艇及高速船上的应用：对于快艇艇体材料和高速船船体材料，一般要求在保证足够的强度和刚度的条件下，尽量减轻质量，并要求材料具有良好的耐海水腐蚀性能和可焊性。美国从 300 多吨的大型反潜水翼研究船、200 多吨的炮艇及导弹水翼艇，到 PTF 级快艇、LCM8 登陆艇等，大多采用 5系铝合金焊接结构，应用包括鱼雷快艇；巡逻艇、炮艇；水翼

187、艇；登陆艇；气垫船；双体船；地效翼船；美国新型铝合金无人水面艇等 铝合金在民用船舶上的应用：铝合金在民用船舶上的应用： 铝合金在民船上也是被广泛的应用， 例如， 油轮的内衬板主要是 5054 合金，每艘 3 万吨级的油轮用铝超过 1000t。此外，日本在民用船舶制造中使用的铝材较多，从渔船、渡船、游船到大洋型游轮都大量使用铝合金。 3.23.2、产业链正在向高端铝材方向深化发展、产业链正在向高端铝材方向深化发展 铝合金按加工方法可以分为“形变铝合金”和“铸造铝合金”两大类。 铸造铝合金铸造铝合金是在合金熔炼后直接浇铸成型。 按化学成分可分为铝硅合金 （有良好铸造性能和耐磨性能，热胀系数小，在铸

188、造铝合金中品种最多，用量最大的合金，广泛用于结构件，如壳体、缸体、箱体和框架等） 、铝铜合金（主要用于制作承受大的动、静载荷和形状不复杂的砂型铸件） 、铝镁合金（在大气和海水中的抗腐蚀性能好，室温下有良好的综合力学性能和可切削性，可用于作雷达底座、飞机的发动机机匣、螺旋桨、起落架等零件）和铝锌合金（常用于制作模型、型板及设备支架等） 。铸造铝合金的合金元素含量一般多于相应的形变铝合金的含量。 形变铝合金形变铝合金是通过熔炼、 浇注、 成锭、 挤压、 锻造等热加工工序， 得到的各种形态、 规格的铝合金材，主要用于制造航空器材、建筑用门窗等。形变铝合金又分为不可热处理强化型铝合金和可热处理强化型铝

189、合金。不可热处理强化型不能通过热处理来提高机械性能，只能通过冷加工形变来实现强化，它主要包括高纯铝、工业高纯铝、工业纯铝以及防锈铝等。可热处理强化型铝合金可以通过淬火和时效等热处理手段来提高机械性能，它可分为硬铝、锻铝、超硬铝和特殊铝合金等。 图表 75：铝合金分类及特点 类别类别 名称名称 合金系合金系 性能特点性能特点 形变铝合金形变铝合金 防锈铝 Al-Mn 热处理不能强化，耐蚀性能好，压力加工性和焊接性都好，但强度低 Al-Mg 硬铝 Al-Cu-Mg 可热处理强化，力学性能良好，但不耐腐蚀 超硬铝 Al-Cu-Mg-Zn 可热处理强化，室温强度最好，塑性较低，但耐蚀性差 锻铝 Al-

190、Mg-Si-Cu 力学性能好，锻造性能好，压力加工性能好，耐蚀性不高 Al-Cu-Mg-Fe-Ni 铸造铝合金铸造铝合金 铝硅合金 Al-Si 铸造性能好，力学性能差，密度小，耐蚀性差 54 中航证券研究所发布中航证券研究所发布 证券研究报告证券研究报告 请务必阅读正文之后的免责声明部分请务必阅读正文之后的免责声明部分 军工材料报告：异“材”秀出千林表 铝镁合金 Al-Mg 耐蚀性优良，具有良好的综合力学性能，易加工 资料来源：中航证券研究所整理 铝合金产业链上游为金属矿开采及冶炼行业，主要由铝土矿开采、氧化铝提炼、电解铝生产三个环节组成。通过对电解铝进行加工处理（主要是铸造和轧制）后，获得铝

191、合金铸件、铝板带及铝型材等产品；产业链下游企业通过购买铝加工材广泛应用于建筑、汽车、航天航空、船舶、包装等领域。 图表 76：铝合金材料制造产业链 资料来源：中航证券研究所 电解铝电解铝环节就是通过电解得到的铝。 现代工业生产采用冰晶石-氧化铝融盐电解法， 即： 熔融冰晶石是溶剂，氧化铝作为溶质，以碳素体作为阳极，铝液作为阴极，通入强大的直流电后，在电解槽内的两极上进行电化学反应。电解铝的主要成本分为电力，氧化铝和预焙阳极三部分，成本比例分别约为 40%、40%和10%。 铝的加工生产方式很多，行业正在向高端铝材方向深化发展铝的加工生产方式很多，行业正在向高端铝材方向深化发展，特别是在大交通领

192、域的应用，主要包括中厚板、薄板带、各类型材。其中，中厚板系列主要涵盖航空用板、船舶用板、轨道车辆用板、容器罐体用板等方面；薄板带系列主要涵盖航空用薄板、汽车用板、船体用板、罐盖拉环料等方面；型材系列主要涵盖建筑型材、车用型材以及动车组用铝型材等。整体来看铝合金的市场需求较大，而在高端产品领域对品质与技术的要求也较高，因此对国内有技术实力的大型铝合金企业议价能力较强，而中小型铝合金企业议价能力则偏弱。 航空航天、国防军工多应用高端铝合金，盈利水平更高：航空航天、国防军工多应用高端铝合金，盈利水平更高：船舶用铝合金板材方面，一般船舶用铝合金板的加工费约为 1.3 万元/吨，LNG 球罐船用铝合金厚

193、板的加工费高达 3 万元/吨，以 5083H321 型号为例， 55 中航证券研究所发布中航证券研究所发布 证券研究报告证券研究报告 请务必阅读正文之后的免责声明部分请务必阅读正文之后的免责声明部分 军工材料报告：异“材”秀出千林表 利润为 1.5 万元/吨。而航空航天特殊铝合金的质量要求非常高，加工难度大，盈利水平更高，平均加工费约 8 万元/吨，以 2024 和 7050 型号的航空航天特种铝合金为例，利润为 3 万元/吨。 国外先发优势，高端领域形成了一定霸权：国外先发优势，高端领域形成了一定霸权：工业发达国家铝合金材料开发与应用的历史时间长，基础好，研究积累雄厚，铝合金材料体系系统性强

194、，产业技术水平较高。尤其是美国、俄罗斯等工业强国较早开展了铝合金材料的研发工作，申请了大量的铝合金牌号，广泛应用于汽车、船舶、空天等领域，现已形成了一定程度的专利霸权。 “十三五”取得了巨大进步，但相当部分高端材料不能自给：“十三五”取得了巨大进步，但相当部分高端材料不能自给： “十三五”以来，我国铝材生产能力和技术水平取得了巨大进步， 铝材产量居世界首位， 我国自行研制的新型高强韧铸造铝合金、 第三代铝锂合金、高性能铝合金型材的性能均达到国际先进水平。在变形铝及铝合金化学成分 （GB/T31902020）中，近10 年我国共增加了 29 个国产铝合金牌号，在国防及汽车等领域，部分品种替代了进

195、口产品。 但值得注意的是，目前仍有相当部分铝合金关键基础材料、核心零部件仍不能自给，高端铝合金在产业体系中所占比例不高，原始创新偏少、基础共性关键技术和精深加工技术研发不足。美国铝业公司有 3万项专利，与之相对的是中国企业原创性专利少，几百个常用牌号，中国自己研发的却很少，同时产品质量的一致性、均匀性、稳定性不高。大飞机用预拉伸厚板和蒙皮板、乘用车面板等质量稳定性有待提高，部分高端铝板带箔材等仍依赖进口。此外，我国铝合金材料产业粗放式发展的问题严重，产业规模增长虽快，但研制少， “产学研”一体化的技术创新力量薄弱，高校与企业之间无法发挥协同创新优势。所以，逐步推进相关研究和产业向高质量、高创新

196、、高效率发展十分重要。 高端应用，轻量化等推动铝合金产业仍是发展重点：高端应用，轻量化等推动铝合金产业仍是发展重点：轻量化是推进节能减排、碳中和、实现绿色发展的重要途径，而铝合金凭借其轻量化应用中的成本及物化优势，在这一过程中仍是重点发展的领域，尤其是高端铝合金，存在进口替代的空间，在保障我国材料安全的环境下，铝合金领域的发展政策国家也给予了大量的支持。在国内 124 个工业部门中，有 113 个部门涉及铝，铝的行业关联度高达 91%。因此，在这些关联行业做好铝材料的推广，前景广阔。 图表 77：铝合金产业政策扶持梳理 文件文件 政策支持政策支持 工业转型升级规划工业转型升级规划 加快发展高端

197、铝合金、 钛合金、 镁合金等轻质高强度合金材料、 高性能铜合金材料及非晶合金材料。 有色金属产业调整与振有色金属产业调整与振兴规划兴规划 力争在关键工艺技术、 节能减排技术， 以及高端产品研发、 生产和应用技术等方面取得突破，推动产业技术进步，提高产品质量，优化品种结构，铝深加工产品基本能够满足国内需求。 56 中航证券研究所发布中航证券研究所发布 证券研究报告证券研究报告 请务必阅读正文之后的免责声明部分请务必阅读正文之后的免责声明部分 军工材料报告：异“材”秀出千林表 新材料产业发展规划新材料产业发展规划 积极开发高性能铝合金品种及大型铝合金材加工工艺及装备，以轻质、高强、大规格、耐高温、

198、耐腐蚀、耐疲劳为发展方向，发展高性能铝合金、镁合金和钛合金，重点满足大飞机、高速铁路等交通运输装备需求。 有色金属工业发展规划有色金属工业发展规划(2016(201620202020 年年) ) 调整产业结构，优化存量、引导增量、主动减量，促进行业技术进步和产业转型升级 “十三五”汽车产业发“十三五”汽车产业发展规划展规划 把新能源汽车和高效节能汽车列为政策支持的重点发展领域，铝合金是汽车轻量化的优选材料 中国制造中国制造 20252025 十大重点发展领域中有五个属于交通运载领域，是轻量化发力的重点领域 关于促进通用航空业发关于促进通用航空业发展的指导意见展的指导意见 各种飞机都以铝合金作为

199、主要结构材料，例如蒙皮、梁、肋、桁条、隔框和起落架等 资料来源：政府网站，中航证券研究所 3.33.3、中国已经成为世界最大的铝产业制造和消费国、中国已经成为世界最大的铝产业制造和消费国 氧化铝、原铝产量中国均超过一半比重氧化铝、原铝产量中国均超过一半比重。据国际铝业协会数据，2020 年全球氧化铝产量为 13421 万吨，同比增长 1.41%。2020 年中国氧化铝产量总计为 7035.3 万吨，占比 52.42%。原铝方面，2020 年全球原铝产量为 6526.7 万吨， 同比增长 2%， 2020 年中国原铝产量为 3731.7 万吨， 占全球原铝产量的 57.18%。此外，中国电解铝产

200、量、消费也超全球一半比重。中国电解铝产量占据 57.18%左右的份额，中国电解铝消费量占据全球 58.97%左右的市场份额。 图表 78：全球和中国氧化铝产量（万吨） 图表 79：全球和中国原铝产量（万吨） 资料来源：国际铝业协会，中航证券研究所 资料来源：国际铝业协会，中航证券研究所 全球铝加工业由粗加工向精深加工延伸，我国铝合金产业保持快速发展。全球铝加工业由粗加工向精深加工延伸，我国铝合金产业保持快速发展。欧美等发达国家铝加工行业发展时间长，整体技术装备水平高，已进入市场成熟期，产业规模扩张速度明显放慢。中国方面，铝材产量占全球比重超过 87%。2020 年，我国铝材产量 5779.30

201、 万吨，2010-2020 年年均复合增长率为 9.94%。铝合金累计产量 963.6 万吨，2015-2020 年复合年均增长率为 8.9%，预计 2021 年铝合金产量可达 1037.6万吨。 57 中航证券研究所发布中航证券研究所发布 证券研究报告证券研究报告 请务必阅读正文之后的免责声明部分请务必阅读正文之后的免责声明部分 军工材料报告：异“材”秀出千林表 图表 80：中国铝材占全球产量比重 图表 81：我国铝材和铝合金产量及预测（万吨） 资料来源：新材料在线，中航证券研究所 资料来源：新材料在线，中航证券研究所 3.43.4、低端竞争激烈，共同开拓航空等高端铝合金市场、低端竞争激烈，

202、共同开拓航空等高端铝合金市场 高端铝材还需要依赖国际铝业公司：高端铝材还需要依赖国际铝业公司：目前国内铝加工行业现状是企业数量多，超过 1500 家，但规模大小参差不齐，产能达到 20 万吨以上的约 25 家。国内铝加工企业装备水平呈两级分化现象，低端产品产能严重过剩，但是高端铝材还需要依赖进口。例如，世界范围内，民用航空铝材的主要厂商是美国铝业公美国铝业公司（司（AlcoaAlcoa） 、爱励铝业公司（） 、爱励铝业公司（AlerisAleris） 、凯撒铝及化学公司（） 、凯撒铝及化学公司（KaiserKaiser） 、加拿大铝业集团（） 、加拿大铝业集团（AlcanAlcan）等。）等。

203、 国产大飞机有望带动我国高端铝合金企业快速发展：国产大飞机有望带动我国高端铝合金企业快速发展：我国与国外这些企业的技术差距还较大，特别是在合金研发与基础理论研究方面。 不过， 随着国产大飞机 C919 的量产临近， 我国民用飞机制造行业将迎来新的快速发展阶段，这为国内高端铝材制造企业带来了更多的商机。 国产 ARJ21-700 和 C919 大型客机的用材中，铝合金零部件的质量占飞机总质量的比例高达 68%-75%。虽然中国铝材企业目前尚无法满足国产支线飞机和大飞机的铝合金零部件质量要求，但在国家相关政策的扶持下，特别是工信部牵头成立的国家“民机铝材上下游合作机制（目前成员仅中国铝业、北京有色

204、金属研究总院、南山铝业、中国忠旺四家） ”的帮助下，航空铝材的自主供应将完全能够得以实现。国内高端铝合金加工行业的重点上市公司有中国铝业（601600） 、南山铝业（600219） 、忠旺铝业（1333.HK）等。 图表 82：我国主要铝合金加工企业 公司名称公司名称 公司介绍公司介绍 20202020 年年 收入收入 20202020 年年 净利润净利润 中国铝业中国铝业 (601600)(601600) 控股股东是中国铝业集团公司，是中国有色金属行业的龙头企业，综合实力位居全球铝行业前列，也是国内铝行业唯一集铝土矿、煤炭等资源勘探开采，氧化铝、原铝和铝合金产品生产、销售、技术研发，国际贸易

205、，物流产业，火力发电、新能源发电于一体的大型生产经营企业。 1859.94 亿元 7.41 亿元 南山铝业南山铝业 (600219)(600219) 是全球唯一同地区拥有热电-氧化铝-电解铝-熔铸-铝加工材的完整铝加工产业链，运输半径短，可以在生产过程中保证生产原料的供应和产品287.25 亿元 34.06 亿元 58 中航证券研究所发布中航证券研究所发布 证券研究报告证券研究报告 请务必阅读正文之后的免责声明部分请务必阅读正文之后的免责声明部分 军工材料报告：异“材”秀出千林表 的质量，并节省能源损耗、废料损失，降低运输等费用，也是我国唯一通过空客公司铝合金挤压型材认证供应商。 中国忠旺中国

206、忠旺 (1333.HK)(1333.HK) 全球第二大、亚洲最大的工业铝挤压产品研发制造商，主要从事多元化的优质工业铝加工产品的研发、生产及销售，形成了以工业铝挤压、深加工以及铝压延三大核心业务并举的发展格局，2017 年收购德国高端铝挤压企业乌纳铝业和澳大利亚全铝合金超级游艇制造商 SilverYachts 205.18 亿元 12.33 亿元 明泰铝业明泰铝业(601677)(601677) 公司是一家集科研、加工、制造为一体的大型现代化铝加工企业，是国内最大的民营铝板带箔加工生产企业之一，拥有半连续铸造生产线 6条、连铸连轧生产线 10 条、其他大型加工设备 44 台，年产量达到 60万

207、吨。 163.33 亿元 10.70 亿元 南南铝业南南铝业 公司专注于铝加工及铝精深加工业，拥有成熟完善的铝型材及精深加工制品的研发设计、生产加工、销售体系，主导产品覆盖铝合金型材，铝合金门窗、幕墙、屋面、围护，铝合金工业型材及铝合金电子工业型材等十大类型数千种规格产品。 资料来源：wind，中航证券研究所 3.53.5、小结、小结 铝合金凭借其低密度、高强度、高模量、耐腐蚀等特点，在航空航天、船舶军舰等领域应用广泛，是整机设备向更轻质化发展的重要途径。铝合金在飞机上主要是用作结构材料，如蒙皮、框架、螺旋桨、油箱、壁板和起落架支柱等，由于铝合金具备特别优异的耐腐蚀性能，完全能够适应海洋应用的

208、需要，铝合金板材常应用在船舶的船体结构和隔舱等部位。 目前，我国航天航空领域和船舶制造领域的高端铝合金已经可以实现自主生产，不过由于技术积累薄我国航天航空领域和船舶制造领域的高端铝合金已经可以实现自主生产，不过由于技术积累薄弱、生产工艺控制不够等原因，导致相关产品的性能均匀性较差或者合格率偏低等现象，从而表现为相关弱、生产工艺控制不够等原因，导致相关产品的性能均匀性较差或者合格率偏低等现象，从而表现为相关铝材的生产成本远铝材的生产成本远高于进口同类产品。高于进口同类产品。未来随着经验积累、关键技术的逐步突破，或将带来较大的技术进步。国内厂商重点关注中国铝业（601600） 、南山铝业（6002

209、19） 、忠旺铝业（1333.HK） 。 59 中航证券研究所发布中航证券研究所发布 证券研究报告证券研究报告 请务必阅读正文之后的免责声明部分请务必阅读正文之后的免责声明部分 军工材料报告：异“材”秀出千林表 三、高性能纤维及复合材料篇三、高性能纤维及复合材料篇 复合材料的完整定义是由不同材料（包括金属、无机非金属和有机高分子材料）互为基体基体或增强体增强体，用物理和化学方法在宏观尺度上复合而成的新型材料。而纤维增强复合材料是目前高性能复合材料的重要结构。这种复合材料的增强材料主要是一些高性能纤维增强材料主要是一些高性能纤维。 目前三大高性能纤维分别为碳纤维碳纤维、 芳纶纤维芳纶纤维、 以及

210、超高分子量聚乙烯纤维超高分子量聚乙烯纤维。 工业和信息化部 2019 年发布的重点新材料首批次应用示范指导目录中，将符合相关性能要求的超高分子量聚乙烯纤维、高性能碳纤维、芳纶及制品等高性能纤维及复合材料，都列为“关键战略材料” 。三种纤维及其复材凭借各自优异的性能，目前在国防军工领域的应用深度、广度不断提升。而除了这三种纤维外，包括石英纤维、陶瓷纤维相关的复合材料也有相应的军工应用场景。从三大高性能纤维的地位来看，碳纤维、超高分子量聚乙烯纤维的问世，一定程度压缩了芳纶纤维的应用，但由于纤维性质的差异，三者也均在不同的应用场景有着无可替代的位置，有时甚至还会一起使用，比如对于碳纤维复合材料，可以

211、通过添加几层芳纶纤维织物来提高抗冲击性能。由 50%的碳纤维和 50%的芳纶纤维组合而成的混杂复合材料，与仅由碳纤维制成的复合材料相比，抗冲击性能最高可提高 25%。同时，相对于一些传统金属材料，这些高性能纤维材料更“年轻” ，未来性能指标有望持续提升。 1 1、碳纤维及其复合材料、碳纤维及其复合材料国防战略性先进材料国防战略性先进材料 1.11.1、国防装备关键材料，性能优异、国防装备关键材料，性能优异 碳纤维碳纤维（Carbon Fiber，简称 CF）是由有机纤维（粘胶基、沥青基、聚丙烯腈基纤维等）在高温环境下裂解碳化形成碳主链结构，含碳质量分数在 95%以上的特种无机纤维，以其优异的物

212、理化学性能被誉为“黑色黄金” 。碳纤维一般不会直接使用，通常以碳纤维为增强体，与树脂、金属、陶瓷等为基体结合形成碳纤维一般不会直接使用，通常以碳纤维为增强体，与树脂、金属、陶瓷等为基体结合形成为碳纤维复合材料为碳纤维复合材料。 60 中航证券研究所发布中航证券研究所发布 证券研究报告证券研究报告 请务必阅读正文之后的免责声明部分请务必阅读正文之后的免责声明部分 军工材料报告：异“材”秀出千林表 图表 83：碳纤维布 图表 84：碳纤维复合材料型材 资料来源：搜狐网，中航证券研究所 资料来源：百度百科，中航证券研究所 碳纤维及碳纤维复合材料属于战略性先进原材料，是国防装备的关键材料碳纤维及碳纤维

213、复合材料属于战略性先进原材料，是国防装备的关键材料，在航空航天、轨道交通、风力发电、新能源汽车、建筑补强等领域具有广阔的应用空间。碳纤维材料的优异性能主要包括：质量质量轻，强度高：轻，强度高：密度为 1.5-2g/cm，相当于钢的 1/4、铝合金的 1/2；强度比钢大 4-5 倍、比铝大 6-7 倍，弹性回复为 100%；耐高温、低温：耐高温、低温：在 3000非氧化气氛下不融化、不软化，在液氨温度下依然很柔软、不脆化，热弹性系数小；导电性能好：导电性能好：25时高模量碳纤维的比电阻为 775*cm，高强度碳纤维为 1500*cm；耐酸性好：耐酸性好：对酸呈惰性，耐浓盐酸、磷酸、硫酸等侵蚀；还

214、具有耐油、抗辐射特性。摩擦系数摩擦系数小：小：自身具有润滑性。 碳纤维碳纤维可以按照原丝类型、力学性能、丝束大小等不同维度进行分类： 图表 85：碳纤维的分类 分类方式分类方式 种类名称种类名称 简介简介 原丝种类原丝种类 聚丙烯腈 （PAN）基 成品品质优异，工艺较简单，产品力学性能优良，已成为碳纤维主流 沥青基 原料来源丰富，碳化收率高；原料调制复杂，产品性能较低；目前规模小 粘胶基 高耐温性；碳化收率低，技术难度大，设备复杂，成本高，主要用于耐烧蚀材料及隔热材料 丝束大小丝束大小 小丝束 以 1K、3K、6K 为主，逐渐发展为 12K 和 24K，是宇航级碳纤维 大丝束 48K 及以上碳

215、纤维，包括 60K、120K、360K 和 480K 等，是工业级碳纤维 力学性能力学性能 通用性 强度为 1000MPa、模量为 100GPa 左右 高性能型 分为高强型和高模型、超高强型和超高模型 资料来源：新材料在线，中航证券研究所 按原丝类型分类：按原丝类型分类：碳纤维的原丝主要有聚丙烯腈（PAN）原丝、沥青纤维和粘胶丝，由这三大类原丝生产出的碳纤维分别称为聚丙烯腈（PAN）基碳纤维、沥青基碳纤维和粘胶基碳纤维。其中，聚丙烯腈（PAN） 61 中航证券研究所发布中航证券研究所发布 证券研究报告证券研究报告 请务必阅读正文之后的免责声明部分请务必阅读正文之后的免责声明部分 军工材料报告：

216、异“材”秀出千林表 基碳纤维相较于其他两种碳纤维工艺难度更低，并且拥有优异的成品品质和优良的力学性能，目前占据主流地位，产量占碳纤维总量的 90%以上，粘胶基碳纤维还不足 1%。 图表 86：各原丝类型碳纤维市场份额 资料来源：中国化学纤维工业协会，中航证券研究所 按丝束大小分类：按丝束大小分类： K 表示碳纤维单丝的数量， 如 1K 代表一束纤维丝里包含了 1000 根单丝。 一般而言，每束碳纤维根数小于 24000 根（24K）的被称为小丝束；大于 48000 根（48K）的则称为大丝束。小丝束碳纤维在工艺控制上要求更严格，碳化等设备造价高，主要应用于国防军工等高科技领域，以及体育用品，如

217、飞机、导弹、火箭、卫星和渔具、高尔夫球杆、网球拍等；大丝束碳纤维成本相对较低，具有更高的性价比，主要应用于医疗器械、机电、土木建筑、交通运输和能源等工业领域。 按力学性能分类：按力学性能分类：碳纤维因其优良的力学性能，在应用时多是作为增强材料，因此使用中更多的是按其力学性能进行分类，拉伸强度和模量是国际碳纤维分类的主要标准，可分为高强型（GQ） 、高强中模型（QZ） 、高模型（GM） 、高强高模型（QM） 。拉伸强度越大，碳纤维越难被拉断；拉伸模量越大，碳纤维越刚性，越“宁折不弯” 。实际使用中，一般采用世界碳纤维龙头日本东丽的产品编号表示力学强度，碳纤维拉伸强度 T300T600T700T8

218、00T1000，拉伸模量 M30M40M46M50M60M65。 碳纤维复合材料事实上是由增强体增强体和基体基体两部分组成，一般碳纤维复材主要形态、性能及应用场景上的差别是由组成基体所决定的，因此一般可以将碳纤维复合材料分类为碳纤维增强树脂基树脂基复合材料、碳纤维增强碳基碳基复合材料(C/C)、碳纤维增强金属基金属基复合材料和碳纤维增强陶瓷基陶瓷基复合材料等。其中树脂基复合材料是市场需求最为广阔的碳纤维复合材料，约占总碳纤维复合材料需求总量的 70%左右。 62 中航证券研究所发布中航证券研究所发布 证券研究报告证券研究报告 请务必阅读正文之后的免责声明部分请务必阅读正文之后的免责声明部分 军

219、工材料报告：异“材”秀出千林表 图表 87：树脂基碳纤维复材做成的结构件 图表 88：C/C 复材在固体火箭发动机喷管应用 资料来源：搜狐网，网易，中航证券研究所 图表 89：碳纤维增强铝基复材结构件 图表 90：陶瓷基碳纤维复材在刹车盘的应用 资料来源：搜狐网，新浪网，中航证券研究所 图表 91：各类碳纤维复合材料应用及特点 分类分类 子分类子分类 特点特点 应用领域应用领域 树脂基复合材料树脂基复合材料 （CFPRCFPR） 热固性树脂（TS） 强度、刚度高；酚醛树脂基耐热性好 航天飞行器外表面防热层及火箭喷嘴 （酚醛树脂基）、航空航天结构件（环氧树脂基）、钓鱼竿、建筑补墙 热塑性树脂（T

220、P） 耐湿热、强韧、优良的成型加工性 碳碳/ /碳复合材料碳复合材料 （C/CC/C） 由碳纤维及其制品（碳布等）增强的复合材料 低密度、耐烧蚀、抗热震、高导热、低膨胀、摩擦磨损性能优异 导弹弹头、固体火箭发动机喷管、航天飞机、飞机刹车盘、人工骨骼等 金属基复合材料金属基复合材料 （CFRMCFRM） 锕、铝、镍、铜 比强度高、高比模量、优异的疲劳强度 宇航结构材料、汽车、铁道、机械等 陶瓷基复合材料陶瓷基复合材料 - 改善韧性、提高机械冲击/热冲击性 发动机高温部件等 橡胶基复合材料橡胶基复合材料（CFRRCFRR） - 改善热疲劳性、提高使用寿命 管材、耐磨衬轮、特殊密封件等 资料来源：光

221、威复材招股说明书，中航证券研究所 由于碳纤维复合材料诸多良好性能所以我国使用碳纤维复合材料主要用于航空航天领域的武器装备主要用于航空航天领域的武器装备上，主要是用于生产战斗机的外部结构部件和内部一些特殊部位的部件等。上，主要是用于生产战斗机的外部结构部件和内部一些特殊部位的部件等。 63 中航证券研究所发布中航证券研究所发布 证券研究报告证券研究报告 请务必阅读正文之后的免责声明部分请务必阅读正文之后的免责声明部分 军工材料报告：异“材”秀出千林表 图表 92：碳纤维材料优异的物化特性的主要应用 应用领域应用领域 材料的使用特性材料的使用特性 应用部位应用部位 火箭、导弹、卫星领火箭、导弹、卫

222、星领域域 耐高温、抗拉伸、比强度高、耐腐蚀、比模量高、受外界温度湿度影响小 火箭助推器、防护罩、发动机罩；导弹壳体、发射筒等结构；卫星承力筒、桁架、夹层面板及电池板支架等 航空领域航空领域 战斗机和直升机的机体、主翼、尾翼、刹车片及蒙皮等部位； 舰船领域舰船领域 密度低、耐腐蚀 船舶上层建筑、舰船推进器 其他民用领域 建筑桥梁 密度小、比强度高、耐久性好、柔软、耐拉伸 建筑桥梁的补强；艺术型建筑的主体结构；建筑机械；桥梁；抗震防震建筑；管道补强 耐高压领域 密度低、比强度高、比刚度高 压力容器 汽车 密度低、强度高、耐高温、耐腐蚀、耐疲劳、结构尺寸稳定性好以及设计性好、可大面积整体成型 发动机

223、系统中的推杆、连杆、摇杆、水泵叶轮，传动系统中的传动轴、 离合器片， 加速装置及其罩等，底盘系统中的悬置件、弹簧片、框架、散热器等，车体上的车顶内外衬、地板、侧门等 体育用品 密度低、刚性大、应变小 球杆、钓鱼竿、网球拍、羽毛球拍、自行车、滑雪杖、滑雪板、帆板桅杆、航海船体等 风力发电领域 开发大型化、轻量化、高性能 轴承和叶片 资料来源：中航证券研究所整理 1.1.11.1.1、航空领域：减重经济效益显著，得到广泛青睐、航空领域：减重经济效益显著，得到广泛青睐 用碳纤维复合材料代替钢或者铝，减重效率可达到 20%-40%，因此在航空航天领域得到广泛青睐。飞机结构材料约占起飞总重量的 30%左

224、右，减轻结构材料的重量可以带来许多好处。对军用飞机而言，减重在节省燃油的同时扩大了作战半径，提高了战场生存力和战斗力；对于客机而言，减重节省了燃油、提高了航程和净载能力，具有显著的经济效益。 图表 93：各种飞行器减重的经济效益数据分析表 种类种类 效益效益/(/(美元美元/KG)/KG) 轻型民航机 60 直升机 100 航空发动机 450 战斗机 450 干线飞机 450 超音速民航机 1000 近地轨道卫星 2000 同步轨道卫星 20000 航天飞机 30000 资料来源：中简科技招股说明书，中航证券研究所 碳纤维复材在军机应用占比不断提升。碳纤维复材在军机应用占比不断提升。 碳纤维复

225、合材料不仅应用于机身， 也逐渐成为喷气飞机发动机、涡轮发动机、涡轮的主要结构材料。此外，飞机的抗氧化碳-碳鼻锥帽和机翼前缘、超音速飞机的刹车片等 64 中航证券研究所发布中航证券研究所发布 证券研究报告证券研究报告 请务必阅读正文之后的免责声明部分请务必阅读正文之后的免责声明部分 军工材料报告：异“材”秀出千林表 都使用碳纤维复合材料。从 1969 年起，美国 F14A 战机碳纤维复合材料用量仅有 1%，到美国 F-22 和 F35为代表的第四代战斗机上碳纤维复合材料用量达到 24%和 36%，在美国 B-2 隐身战略轰炸机上，碳纤维复合材料占比更是超过了 50%，用量与日俱增，目前碳纤维复合

226、材料在军用飞机上占 30-40%。 民机对碳纤维复材稳定性要求更高。民机对碳纤维复材稳定性要求更高。民机市场对碳纤维的性能要求通常与军机相当，但对碳纤维质量稳定性的要求比军机更高，必须按国际权威机构制订的标准，通过由民用航空适航部门监督下进行的适航鉴定。 图表 94：复合材料在航空产品应用比例图 图表 95：波音 787 的复合材料用量 资料来源：中简科技招股说明书， 航空航天先进复合材料制造进展 ，中航证券研究所 1.1.21.1.2、航天领域：高强高模主要应用领域，导弹用量占比不断提升、航天领域：高强高模主要应用领域，导弹用量占比不断提升 2020 年航天领域的碳纤维需求量占航空航天领域碳

227、纤维需求的比例为 1.80%，需求基数不大但高性能需求强，应用广泛，同时随着我国远程战略武器的快速发展，有望扩大碳纤维复材的应用占比。根据碳纤维强度和模量特点可应用于不同领域，目前碳纤维复合材料已经广泛应用于导弹武器、运载火箭、卫星和航天飞机等航天领域。一般来说，标准模量通用型 T300 级碳纤维主要应用导弹主次承力结构件和防隔热部件。高强中模 T800 级和高模碳纤维主要用于飞行器和导弹等主承力结构件，而高强高模碳纤维主要应用于卫星承力结构件。 我国生产的导弹和火箭目我国生产的导弹和火箭目前碳纤维应用不断拓展前碳纤维应用不断拓展。新一代洲际弹道导弹东风-41 和巨浪 2 洲际弹道导弹都采用了

228、国产碳纤维材料生产的导弹壳体，快舟十一号固体运载火箭一级发动机也使用了大尺寸碳纤维复合壳体，标志着我国大尺寸碳纤维复合壳体发动机技术工程应用的跨越式提升。 用于导弹武器，用于导弹武器，碳纤维复合材料（CFRP）在导弹上的主要应用方向是导弹舱体、弹翼、舵翼面及发动机壳体结构等主要承力部件，这些部件占据了导弹结构质量的主要部分。T800 和 IM7 为代表的高强中模型碳纤维复合材料典型应用如导弹发动机壳体等。 一些碳/碳复合材料， 主要应用于导弹武器的热防护部件，如固体导弹发动机的喷管、喉衬等防热部件和高超声速飞行器的头部和翼前缘等部件。 65 中航证券研究所发布中航证券研究所发布 证券研究报告证

229、券研究报告 请务必阅读正文之后的免责声明部分请务必阅读正文之后的免责声明部分 军工材料报告：异“材”秀出千林表 用于运载火箭，用于运载火箭，T300 级、T700 级、T800 级碳纤维已经大量应用于国外先进运载火箭，包括火箭整流罩、仪器舱、壳体、级间段、发动机喉衬和喷管等。 图表 96：CFRP 在我国运载火箭上的应用 名称名称 结构要素结构要素 应用应用 卫星接口支架 碳纤维蒙皮、桁条、对接框、弹簧支架、开口加强的卫星支架 CZ-2E 火箭 碳纤维蒙皮、铝蜂窝芯子夹层结构卫星支架 CZ-3 火箭 加筋壳 碳纤维蒙皮、桁条、环框、对接框、开口加强的加筋结构 火箭结构 梁 碳纤维“工”形截面整

230、体成型 火箭结构 碳纤维“口”形截面整体成型 仪器舱结构 “K”形梁 碳纤维工字型截面梁、构成组合梁，形成外圆直径 3000mm 仪器舱结构 环形加强框 碳纤维帽形加强框，各类直径均可实现 箭体加筋壳结构 碳纤维筒 质量：约 1000kg 被采用 整流罩 碳纤维蒙皮、铝蜂窝芯子构成的夹层结构。 直径达到 4.2m，长达 11m CZ-3 火箭 CZ-2E 火箭等 有效载荷支架 碳纤维蒙皮、铝蜂窝芯子构成的夹层结构 CZ-2C/FP 支承有效载荷 “井”字梁 由 4 根变截面“工”字型梁整体成型而成 CZ-2C/FP 分配 资料来源： 碳纤维复合材料在航天领域的应用 ，中航证券研究所 用于卫星，

231、用于卫星，目前国外应用较多的碳纤维包括 M40、M40J、M55J 和 M60J 级碳纤维，由这些高模碳纤维制备的复合材料主要应用于卫星和飞船的承力筒、蜂窝面板、基板、相机镜筒、抛物面天线等结构。 图表 97：国内卫星应用 CFRP 的情况 结构件名称结构件名称 最大件尺寸最大件尺寸/mm/mm 产品结构要素产品结构要素 波纹承力筒 高：1983，锥段大端内径：1162 碳纤维波纹筒、对接框、环框、纵桁组成 夹层结构板 1668x158;1250x1985 碳纤维面板、铝蜂窝芯子 太阳电池阵基板 1755x2581 碳纤维网格面板尧、铝蜂窝芯子 连接架 2581x750;2581x810 碳纤

232、维方管、钛合金接头 支架 950x2030 碳纤维型材、铝合金接头 消旋支架 高：580，大端外径：887 8 根碳纤维管（长 652） 、铝合金接头 电池梁 “工”字型，750x54x44 碳纤维和钛合金混杂结构 喇叭天线 高约 280，大端直径约 250 CFRP 本体，镀铜、金等 支撑筒 高约 300，大端直径约 140 CFRP、双锥两端法兰 资料来源： 碳纤维复合材料在航天领域的应用 ，中航证券研究所 1.1.31.1.3、船舶军舰：尚在尝试阶段，部分关键部件已经得到应用、船舶军舰：尚在尝试阶段，部分关键部件已经得到应用 碳纤维复合材料具有良好的声、磁、电性能：透波、透声性好，无磁性

233、，因此可以用于提高军舰的隐身性能。在舰船的上层建筑中使用复合材料不仅可以减轻船体的重量，而且通过在夹层中嵌入有滤波功能 66 中航证券研究所发布中航证券研究所发布 证券研究报告证券研究报告 请务必阅读正文之后的免责声明部分请务必阅读正文之后的免责声明部分 军工材料报告：异“材”秀出千林表 的频率选择层，就可以在预定的频率下发射和接受电磁波，从而屏蔽敌方的雷达电磁波。 目前碳纤维复合材料在船体的应用尚在尝试阶段，但在舰船关键部件已经得到应用。目前碳纤维复合材料在船体的应用尚在尝试阶段，但在舰船关键部件已经得到应用。碳纤维复合材料可应用于船舶上层建筑，可减轻上层建筑的质量，提高安全性能；用于舰船推

234、进器，可减轻推进器质量，降低油耗、延长使用寿命；用于桅杆、船体结构，可增加整体强度；CFRP 叶片不仅更轻、更薄，还可改善空泡性能、降低振动、减少燃油消耗；在推进系统上可用作螺旋桨和推进轴系，减轻船体的振动效应和噪声，多用于侦察舰和快速巡航舰；在机械和装备上可用作方向舵，某些特殊的机械装置和管道系统等。此外，高强度的碳纤维绳索在海军军舰的缆绳和其他军用物品上也有较为广泛的应用。未来随着碳纤维复合材料科学的发展和制造工艺的改进，在船舶军舰上的应用将得到更加蓬勃的发展。 图表 98：各国海军舰船上层建筑中碳纤维材料的应用典型 国家国家 应用舰船应用舰船 服役时间服役时间 应用部位应用部位 材料材料

235、 作用作用 美国美国 DDG1000 2015 年 集成上层建筑 碳纤维/乙烯基树脂/巴尔萨芯 减重、雷达隐身及探测 LPD-17 2006 年 综合桅杆 碳纤维/巴尔萨芯 雷达隐身及探测 DD968 1977 年 综合桅杆 碳纤维/巴尔萨芯 雷达隐身及探测 瑞典瑞典 维斯比 2000 年 整舰 碳纤维增强/聚乙烯、碳纤维/乙烯基酯 减重、雷达、红外隐身 俄罗斯俄罗斯 “守护级”护卫舰 2007 年 上层建筑 碳/玻璃纤维混合复合材料 雷达隐身 挪威挪威 Skjold 1999 年 桅杆 碳纤维/石墨填充 减重、隐身 资料来源： 船舶复合材料的研究与应用进展 ，中航证券研究所 1.21.2、产

236、业链核心在碳纤维制备，技术壁垒高、产业链核心在碳纤维制备，技术壁垒高 目前只有沥青纤维、聚丙烯睛(PAN)纤维和粘胶(纤维素)基纤维三种原料制备碳纤维工艺实现了工业化。聚丙烯腈（PAN）基碳纤维产量占产业总量的 90%以上，粘胶基碳纤维占比只有 1%左右。 图表 99：碳纤维分类（按原料） 分类分类 优势优势 劣势劣势 应用现状应用现状 PANPAN 基基 成品品质优异，工艺较简单，产品力学性能优良 - 已经成为碳纤维主流 沥青基沥青基 原料来源丰富，碳化收率高 原料调制复杂，产品性能较低 目前规模较小 粘胶基粘胶基 高耐温性 碳化收率低，技术难度大，设备复杂，成本高 主要用于耐烧蚀材料、隔热

237、材料 资料来源：光威复材招股说明书，中航证券研究所 碳纤维产业生产制造环节流程长，工序多且复杂，资金、技术和生产壁垒都很高。碳纤维产业生产制造环节流程长，工序多且复杂，资金、技术和生产壁垒都很高。聚丙烯腈基碳纤维的生产，主要分为两步：第一步是将基础石油化工产品聚丙烯腈通过聚合、纺丝形成碳纤维原丝第一步是将基础石油化工产品聚丙烯腈通过聚合、纺丝形成碳纤维原丝；第二步第二步是原丝经过整理后，送入氧化炉制得预氧化纤维（俗称预氧丝） ，预氧丝进入碳化炉制得碳纤维是原丝经过整理后，送入氧化炉制得预氧化纤维（俗称预氧丝） ，预氧丝进入碳化炉制得碳纤维，碳纤维 67 中航证券研究所发布中航证券研究所发布 证

238、券研究报告证券研究报告 请务必阅读正文之后的免责声明部分请务必阅读正文之后的免责声明部分 军工材料报告：异“材”秀出千林表 经表面处理、上浆即可得到碳纤维产品。对于聚丙烯腈（PAN）基碳纤维而言，上游的原丝制备技术是其制备的核心。 碳纤维的强度显著地依赖于原丝的微观形态结构及其致密性。 质量过关的原丝是产业化的前提，是稳定生产的基础。碳纤维可制成碳纤维织物和碳纤维预浸料；碳纤维与树脂、陶瓷等材料结合，可形成碳纤维复合材料，最后由各种成型工艺得到下游应用需要的最终产品。 图表 100：聚丙烯腈（PAN）基碳纤维复合材料产业链 资料来源：中航证券研究所 碳纤维原材料为石油化工行业的副产品丙烯腈（A

239、N） ，主要通过原油炼制、裂解、氨氧化等工序获得。下游应用主要及总在 ABS/SAN 树脂，腈纶，丙烯酰胺等化工产品，消费占比接近 90%，碳纤维应用总体占比仍然较小，但根据 Technavio 的最新市场研究报告显示，在 2019 年至 2023 年期间，碳纤维需求的不断增长预计将推动全球丙烯腈市场实现 3%以上的复合年增长。 68 中航证券研究所发布中航证券研究所发布 证券研究报告证券研究报告 请务必阅读正文之后的免责声明部分请务必阅读正文之后的免责声明部分 军工材料报告：异“材”秀出千林表 图表 101：丙烯腈价格走势情况（元/吨） 资料来源：wind，中航证券研究所 纺丝的方法有干法和

240、湿法，目前湿法是工业上普遍采用的纺丝方法。这里所说的湿法纺丝，是指聚合物的凝固过程发生在液相中的纺丝方法。因而，喷丝板浸入在凝固浴中，纺丝原液通过喷丝板直接进人凝固浴的湿喷湿纺和喷丝板不与凝固浴直接接触，纺丝原液从喷丝板喷出后首先经过一定距离的空气段，然后进入凝固浴中凝固的干喷湿纺都属于湿法纺丝。不过，在国内碳纤维业界，习惯上湿法纺丝仅指湿喷湿纺， 而干喷湿纺有时候又被称为干湿法。 这两种纺丝方法， 在 PAN 基碳纤维原丝的工业化生产中都有应用，两者各有优势， 一般认为东丽公司的 T700 系列产品采用的是干喷湿纺， 而 T800 系列则采用的是湿喷湿坊。 碳纤维生产所需设备非常多，但从原丝

241、到碳纤维过程中，最关键的有加热所需的氧化炉和碳化炉，设备的稳定性直接关系到生产链的运转能力和产品性能。经过石墨化处理所得碳纤维经过无损伤检验后送环氧树脂处理浴用稀环氧树脂进行溶液浸润处理，使得到的单向无纬碳纤维布具有良好的横向粘接性，便于使用时操作。处理过的无纬布进入溶剂干燥器使溶剂蒸发，然后再经无损伤检验即得成品碳纤维。 图表 102：从 PAN 原丝制造碳纤维的过程 工序工序 设备设备 工程温度工程温度/ / 气氛气氛 主要反应主要反应 预氧化过程预氧化过程 预氧化炉 200-220 空气 脂肪族碳原子的氧化，氨基的聚合，环预氧化纤维化构造的形成 220-330 PAN 直链发生断裂，进行

242、交联反应 碳化过程碳化过程 碳化炉 300-1000 氮气 开始热分解反应，放出大量小分子气体，开始形成石墨结构 1000-1800 脱除氮元素，石墨构造中缩合环的数量迅速增大 石墨化过程石墨化过程 石墨炉 2000 氩气 形成发达的石墨网面结构 资料来源：中航证券研究所整理 碳纤维复合材料的生产，在去除碳纤维本身的生产过程后，关键就是在于增强体与基体之间如何更好的结合，因此不同基体之间的工艺手段就会有较大差距。以树脂基碳纤维复材为例，可以根据在成型过程 69 中航证券研究所发布中航证券研究所发布 证券研究报告证券研究报告 请务必阅读正文之后的免责声明部分请务必阅读正文之后的免责声明部分 军工

243、材料报告：异“材”秀出千林表 中对模具的使用情况将成型方法分为开模成型开模成型（手糊成型、喷射成型、缠绕成型、热压罐成型等） 、对模成对模成型型（树脂传递成型，模压成型，注塑成型，真空袋成型）和其他成型方法其他成型方法（板材层压，连续拉挤成型）三大类，不同的成型工艺各有优势、劣势以及局限，如果选择的成型工艺不合适，可能会大大增加产品的成本。 图表 103：不同碳纤维复材置备工艺的特点 工艺工艺 特点特点 预浸铺放工艺预浸铺放工艺 是目前航空航天等领域的主要工艺制备手段，以自动铺放为主，可分为自动铺带、自动铺丝技术等。 拉挤成型工艺拉挤成型工艺 显著特点是可完全实现生产过程的自动化，生产效率高，

244、具备批量化生产的能力。 RTMRTM 成型技术成型技术 树脂转移模塑成型技术最初主要用于飞机次承力结构件， 现已经成为近几年航空航天材料加工、汽车组件装配领域研究最为活跃的方向之一。RTM 技术具有高效、低成本、制件质量好、尺寸精度高、受环境影响小等优点，可应用于体积大、结构复杂、强度高的复合材料制件的成型。 真空热压罐工艺真空热压罐工艺 这个过程是将单层预浸料按预设方向铺叠成的复合材料坯料放置在热压罐内， 在一定预设温度和压力下完成固化的过程。 此种成型工艺适多用于制造整流罩、 飞机舱门、机载雷达罩，支架、机翼、尾翼等产品。 模压成型工艺模压成型工艺 应用性很强的种碳纤维成型工艺，在工业的承

245、力结构件制造方面有不可取代的地位。 缠绕成型工艺缠绕成型工艺 可以更大程度地发挥补强纤维的强度。 多用于通用级别的管材、 容器等圆筒状的产品，如钓鱼竿、高尔夫旗杆以及各种工业用管材、压力容器制品、火箭喷嘴等，也可以用于多边形的飞机部件、风车叶轮等复杂断面物体的成型。 资料来源：中航证券研究所整理 碳纤维生产规模效应强。碳纤维生产规模效应强。通常在碳纤维生产成本构成中，原丝占 51%左右，大约 2.2 公斤原丝生产 1公斤碳纤维。原丝的生产过程中，折旧及能耗占比较大约 40%，提高生产效率可以有效减少单吨折旧及能耗。并且，碳纤维的强度显著依赖于原丝的微观形态结构及其致密性，质量过关的原丝是产业化

246、的前提、碳纤维的强度显著依赖于原丝的微观形态结构及其致密性，质量过关的原丝是产业化的前提、稳定生产的基础。稳定生产的基础。 日本东丽曾测算出，碳纤维行业具有规模经济性碳纤维行业具有规模经济性。生产线的规模如果小于 400t/a 很难盈利；千吨线盈利能力也不高，成本大概 21.96 美元/kg；若单线规模从 1000t 上升到 2000t，成本可降低 10%；规模上升至 3000t 成本可降低 15%；若上升到万吨线，成本可降低近 30%至 17.44 美元/kg。若再将干喷湿纺工艺继续优化、提高纺丝速度，则成本可进一步降低至 12-13 美元/kg。 其中，小丝束碳纤维制造工艺要求更高、成本也

247、较高，广泛应用于航空航天领域，各国对高性能的小丝束碳纤维（宇航级）均采取严格的出口管制措施。国内大丝束成本跟以东丽为首的海外龙头企业有较大差距，仍需在提高纺丝速度、设备国产化等方面重点攻关。 70 中航证券研究所发布中航证券研究所发布 证券研究报告证券研究报告 请务必阅读正文之后的免责声明部分请务必阅读正文之后的免责声明部分 军工材料报告：异“材”秀出千林表 图表 104：不同生产规模原丝成本构成 项目项目 1100t/a1100t/a 3300t/a3300t/a 直接成本占生产总成本比例直接成本占生产总成本比例% % 79.7 84.2 固定资产折旧占生产总成本比例固定资产折旧占生产总成本

248、比例% % 10.5 6.6 流动费用占生产总成本比例流动费用占生产总成本比例% % 9.8 9.2 单位成本单位成本( (万元万元/ /吨吨) ) 4.8 3.8 资料来源： PAN 基碳纤维制备成本构成分析及其控制探讨 ，中航证券研究所 1.31.3、碳纤维需求快速增长，国产替代空间巨大、碳纤维需求快速增长，国产替代空间巨大 全球碳纤维及复合材料快速发展：全球碳纤维及复合材料快速发展：2020 年全球碳纤维市场需求约 10.69 万吨，较上年提升 3.05%。其中，风电占比 29%，航空航天占比约 15%，体育休闲占比约 14%，汽车占比约 12%。预计到 2025 年，全球碳纤维市场需求

249、量有望达到 20 万吨，年复合增速在 13%。 图表 105：全球碳纤维需求有望快速增长（万吨） 图表 106：2020 年全球碳纤维需求应用（万吨） 资料来源： 2020 全球碳纤维复合材料市场报告 ，中航证券研究所 从应用行业来看，风电、航空航天、体育休闲、汽车是使用碳纤维最多的四个领域。其中，由于航空航天所用的碳纤维单价显著高于其他行业，它以 15%的市场份额占到 38%的市场金额，体现了较高的附加值。 图表 107：2020 年全球不同行业碳纤维市场需求量和金额 应用应用 需求量（千吨）需求量（千吨） 需求占比需求占比 美元美元/ /公斤公斤 需求（百万美元）需求（百万美元） 金额占比

250、金额占比 航空航天航空航天 16.45 15.40% 60 987 37.70% 风电叶片风电叶片 30.60 28.60% 14 428 16.40% 体育休闲体育休闲 15.40 14.40% 23 354 13.50% 汽车汽车 12.50 11.70% 18 225 8.60% 压力容器压力容器 8.80 8.20% 20 176 6.70% 71 中航证券研究所发布中航证券研究所发布 证券研究报告证券研究报告 请务必阅读正文之后的免责声明部分请务必阅读正文之后的免责声明部分 军工材料报告：异“材”秀出千林表 混配模成型混配模成型 9.50 8.90% 18 171 6.50% 碳碳复

251、材碳碳复材 4.10 4.70% 18 90 3.40% 建筑建筑 2.8 3.80% 20 82 3.10% 电子电气电子电气 1.50 1.40% 23 35 1.30% 船舶船舶 1.20 1.10% 23 28 1.10% 电缆芯电缆芯 1.00 0.90% 23 23 0.9% 其他其他 0.81 0.80% 20 16 0.60% 总量总量 106.86 100% 2615 100% 资料来源： 2020 年全球碳纤维复合材料市场报告 ，中航证券研究所 从碳纤维复合材料碳纤维复合材料的方面来看，2020 年全球树脂基碳纤维复合材料的需求量为 16.44 万吨， 根据树脂基占比在 7

252、0%左右，预计 2020 年总碳纤维复合材料的需求超过 23 万吨。 图表 108：全球树脂基碳纤维复合材料需求（万吨） 资料来源： 2020 全球碳纤维复合材料市场报告 ，中航证券研究所 72 中航证券研究所发布中航证券研究所发布 证券研究报告证券研究报告 请务必阅读正文之后的免责声明部分请务必阅读正文之后的免责声明部分 军工材料报告：异“材”秀出千林表 图表 109：全球树脂基碳纤维复合材料分行业需求和收入情况 应用应用 需求量（万吨）需求量（万吨） 需求量占比需求量占比 万美元万美元/ /吨吨 收入（亿美元）收入（亿美元） 收入占比收入占比 航空航天航空航天 2.53 15.4% 30.

253、0 75.9 50.3% 体育休闲体育休闲 2.37 14.4% 11.5 27.2 18.0% 碳碳复材碳碳复材 0.77 4.7% 17.9 13.8 9.1% 汽车汽车 1.92 11.7% 6.0 11.5 7.6% 风电叶片风电叶片 4.71 28.6% 1.7 8.2 5.4% 压力容器压力容器 1.35 8.2% 4.0 5.4 3.6% 混配模成型混配模成型 1.46 8.9% 2.3 3.3 2.2% 建筑建筑 0.63 3.8% 4.0 2.5 1.7% 电子电器电子电器 0.23 1.4% 4.8 1.1 0.7% 船舶船舶 0.18 1.1% 4.4 0.8 0.5%

254、电缆芯电缆芯 0.15 0.9% 3.3 0.5 0.3% 其他其他 0.12 0.7% 4.2 0.5 0.3% 总量总量 16.44 100.0% 9.2 150.9 100.0% 资料来源： 2020 全球碳纤维复合材料市场报告 ，中航证券研究所 航空航天碳纤维及其复材价值更高。航空航天碳纤维及其复材价值更高。碳纤维复合材料的主要收入来自航空航天，其中，波音、空客与美国的军用航空航天占据绝大部分市场。航空航天军工的复材工艺环节比较复杂，从预浸料、自动铺带铺丝、热压罐、装配，每个环节的各类检验手段。这些均在碳纤维基础上，增加了很多附加值。而其他工业用碳纤维复材，尤其是近两年风电领域，通过拉

255、挤成型直接制造风电碳板，大幅降低了成型复材成本。此外航空航天的研发周期更长，一款新的复材进入机型，周期起码十年，而风电碳梁通常在 1-2 年，一定程度也加大了航空航天的附加值空间。 国内碳纤维需求国产替代空间巨大。国内碳纤维需求国产替代空间巨大。国内市场方面，2020 年国内碳纤维市场总需求为 4.89 万吨，同比增长了 29%，增速远超全球。约占全球 46%的市场。但可以发现进口量为 3.04 万吨（占总需求 62%） ，国产纤维供应为 1.85 吨（占总需求 38%） ，总体仍然呈现出国内产能存在巨大的供不应求。但随着近几年的发展，我国国产碳纤维比重在不断提升，增长速度也持续加速，给予国内

256、碳纤维需求增速 25%，国产碳纤维增速 35%，预计到预计到 20252025 年我国碳纤维需求将达到年我国碳纤维需求将达到 14.914.9 万吨，国产碳纤维占比有望超过万吨，国产碳纤维占比有望超过 55%55%。 我国航空航天应用占比亟需提升。我国航空航天应用占比亟需提升。我国的碳纤维应用主要集中在体育休闲、风电等领域，二者合计占据了约 3/4 的市场需求。国内航空航天领域碳纤维需求低于全球平均水平，2020 年航空航天市场碳纤维需求量约为 1700 吨，占国内市场碳纤维总需求量的 3.50%，远低于全球市场 15.00%的占比，一方面是国产国产高性能碳纤维产品供给不足制约了航空航天市场的

257、大规模应用高性能碳纤维产品供给不足制约了航空航天市场的大规模应用， 另一方面是由于我国民用航空市场的缺失，未来随着随着 C919C919 等的批产落地，有望通过民机带动我国航空航天碳纤维市场快速提升等的批产落地，有望通过民机带动我国航空航天碳纤维市场快速提升。 73 中航证券研究所发布中航证券研究所发布 证券研究报告证券研究报告 请务必阅读正文之后的免责声明部分请务必阅读正文之后的免责声明部分 军工材料报告：异“材”秀出千林表 图表 110：中国碳纤维需求（万吨） 图表 111：中国碳纤维下游应用占比 资料来源： 2020 年全球碳纤维复合材料市场报告 ，中航证券研究所 航空航天碳纤维复材价格

258、高，随着产业成熟价格有望下降。航空航天碳纤维复材价格高，随着产业成熟价格有望下降。从中国碳纤维复合材料来看，2020 年我国树脂基碳纤维复合材料需求量为 7.52 万吨，占全球需求的 46%。产值达到 489.19 亿元，其中占比最大的仍然是附加值最高的航空航天行业，价格上可以达到 7000 元/公斤。国内航空航天用碳纤维价格高一方面是产品结构的差异，相比较国外中国航空航天碳纤维应用主要是军品，没有大批量价格低的民用航空碳纤维产能；另一方面，国外禁止中国购买高端碳纤维，因此这一部分产能都是国内供给，成本控制较国外有差距，一定程度拉高了单价。但随着我国高端碳纤维技术、产能的不断突破，同时叠加国内

259、民机市场的但随着我国高端碳纤维技术、产能的不断突破，同时叠加国内民机市场的发发展，我国航空航天碳纤维成本控制问题有望得到改善，价格也将下降到具有竞争力的位置。展，我国航空航天碳纤维成本控制问题有望得到改善，价格也将下降到具有竞争力的位置。 图表 112：中国树脂基碳纤维复合材料分行业需求和收入情况 应用应用 需求量（吨）需求量（吨） 需求量占比需求量占比 元元/ /公斤公斤 收入（亿元）收入（亿元） 收入占比收入占比 航空航天航空航天 2615 3.48% 70017001 183.08 37.43% 体育休闲体育休闲 22462 29.89% 805 180.82 36.96% 风电叶片风电

260、叶片 30769 40.94% 140 43.08 8.81% 碳碳复材碳碳复材 4615 6.14% 571 26.36 5.39% 建筑建筑 3385 4.50% 381 12.89 2.63% 压力容器压力容器 3077 4.09% 381 11.72 2.40% 汽车汽车 1846 2.46% 572 10.55 2.16% 电子电器电子电器 1846 2.46% 438 8.08 1.65% 混配模成型混配模成型 2615 3.48% 214 5.60 1.14% 其他其他 1125 1.50% 380 4.28 0.87% 电缆芯电缆芯 615 0.82% 312 1.92 0.3

261、9% 船舶船舶 185 0.25% 438 0.81 0.17% 总量总量 75155 100.00% 651 489.19 100.00% 资料来源： 2020 全球碳纤维复合材料市场报告 ，中航证券研究所 74 中航证券研究所发布中航证券研究所发布 证券研究报告证券研究报告 请务必阅读正文之后的免责声明部分请务必阅读正文之后的免责声明部分 军工材料报告：异“材”秀出千林表 军机碳纤维年需求超千吨。军机碳纤维年需求超千吨。根据WORLD AIR FORCES 2022报告，中美之间军用飞机的数量仍有较大差距，假设中国未来 10 年各类军机建设数量可以达到中美差值的 50%，那么预计军机碳纤维

262、复合材料需求可以达到 2 万吨，再假设碳纤维复材和碳纤维的转换比在 65%，那么预计未来 10 年军机碳纤维需求量为1.3 万吨，年均需求超过千吨。 图表 113：中美军机数量差距（数量） 项目项目 美国美国 中国中国 差值差值 战斗机战斗机 2740 1571 1169 特种飞机特种飞机 774 114 660 运输机运输机 982 286 696 直升机直升机 5463 912 4551 教练机教练机 2660 399 2261 总数总数 12619 12619 3282 3282 9337 9337 资料来源： WORLD AIR FORCES 2022 ，中航证券研究所整理 图表 11

263、4：在不同假设下未来十年我国军机对钛合金的需求量（吨） 1010 年军机建设速度假设年军机建设速度假设 中美军机差值比例中美军机差值比例 30%30% 50%50% 70%70% 飞机碳纤维复材需求飞机碳纤维复材需求 12000 20000 28000 飞机碳纤维需求飞机碳纤维需求 （65%65%转换比）转换比） 8000 13000 18000 资料来源： WORLD AIR FORCES 2022 ，中航证券研究所整理 民机将打开航空用碳纤维巨量市场民机将打开航空用碳纤维巨量市场。根据中国商飞公司市场预测年报（2021-2040） ，预计 2021-2040年中国将累计交付 9084 架新

264、机，假设这些新增飞机都是我国自产型号，预计未来 20 年碳纤维复材需求量在 20 万吨，折合碳纤维 13 万吨，平均每年的碳纤维复材需求在 1 万吨级别。 图表 115：未来 20 年民机碳纤维复材市场预测 类型类型 国产型号国产型号 需求数量（架）需求数量（架） 碳纤维复材需求（碳纤维复材需求（t t） 30%30%国产国产 50%50%国产国产 70%70%国产国产 支线客机支线客机 arj21 953 1359 408 680 951 单通道喷气客机单通道喷气客机 c919 6295 45432 13630 22716 31802 双通道喷气客机双通道喷气客机 cr929 1836 15

265、3831 46149 76915 107681 总量总量 90849084 200622200622 6018760187 1 5 资料来源：商飞官网，中航证券研究所整理 风电叶片应用发展迅猛，未来有望引领工业碳纤维快速增长。风电叶片应用发展迅猛，未来有望引领工业碳纤维快速增长。2020 年全球风电风叶片碳纤维需求为3.06 万吨。电叶片大型化是风电的发展趋势，当前风轮直径已突破 125m，未来正朝着长度为 150m、250m的大型风电叶片前进。碳纤维在实现风电叶片大型化、轻量化时的主要优势是在满足一定强度要求的前提下，具有其他材料不具备的高比模量，

266、因此碳纤维材料是更加理想的选择。例如，3MW 的风机的叶片，使 75 中航证券研究所发布中航证券研究所发布 证券研究报告证券研究报告 请务必阅读正文之后的免责声明部分请务必阅读正文之后的免责声明部分 军工材料报告：异“材”秀出千林表 用碳纤维替代传统的玻璃纤维，叶片的重量将减少 32%，成本下降约 16%。四百余家风能企业在 2020 年北京国际风能大会上联合发布的风能北京宣言指出：在“十四五”规划中，须为风电设定与“碳中和”国家战略相适应的发展空间，保证年均新增装机 5000 万千瓦以上。2025 年后，中国风电年均新增装机容量应不低于 6000 万千瓦，到 2030 年中国风电累计装机容量

267、至少达到 8 亿千瓦，到 2060 年至少达到 30 亿千瓦。假设风电叶片碳纤维需求年复合增速在 25%，那么预计到 2025 年风电叶片碳纤维年需求有望达到9.34 万吨。 受益热场部件、刹车盘市场，碳受益热场部件、刹车盘市场，碳/ /碳复材发展迅速。碳复材发展迅速。碳/碳复材是在碳纤维基础上进行了石墨化增强处理的产品，碳/碳复材能够耐受 2000的高温，是极少数在高温下力学性能不降反升的材料。主要有三大应用，分别是热场部件、航天部件、刹车盘等领域。2020 年全球碳/碳复材的需求规模大约为 5000 吨，国内约 3000 吨。目前受益于“双碳”政策刺激，光伏热场需求激增，同时在国内军机数量

268、快速增长以及实战化训练的环境下，飞机刹车盘需求也同步提升。假设这部分碳纤维需求年复合增速为 30%，预计到 2025 年碳/碳复材碳纤维需求有望达到 1.86 万吨。 1.41.4、打破国际垄断，共同构建国内高端碳纤维话语权、打破国际垄断，共同构建国内高端碳纤维话语权 全球属于巨头垄断市场，主要集中在美日欧：全球属于巨头垄断市场，主要集中在美日欧：整体来看，全球碳纤维市场属于国际巨头垄断市场，小丝束（主要是航空航天用）产品主要集中在日本企业（东丽、东邦、三菱） ，大丝束产能则主要在欧美（美国卓尔泰克、德国 SGL 等） 。2015 年东丽收购卓尔泰克公司后，其产能和市场占比近全球的三分之一，形

269、成一家独大的垄断局面。 图表 116：国际碳纤维生产企业及产能规模 国家（地区）国家（地区） 公司名称公司名称 产能规模（万吨）产能规模（万吨） 日本日本 东丽株式会社（TORAY） 2.91 东邦化学株式会社（TOHO） 1.26 三菱化学碳纤维及其复合材料(MCCFC) 1.43 美国美国 卓尔泰克（Zoltek） 2.54 赫氏公司(HEXCEL) 1.02 氰特公司（CYTEC） 0.70 德国德国 西格里碳素集团(SGL) 1.50 台湾台湾 台湾塑胶工业股份有限公司（FPC） 0.88 资料来源：光威复材招股说明书， 2020 全球碳纤维复合材料市场报告 ，中航证券研究所 技术持续

270、突破技术持续突破，逐渐打破国外封锁，逐渐打破国外封锁，高端产品仍与世界先进水平差距较大：，高端产品仍与世界先进水平差距较大：近年来，我国碳纤维制备技术整体进步较快，高强度、高模量产品制备持续获得突破，高模高强碳纤维关键技术也在不断进步。国 76 中航证券研究所发布中航证券研究所发布 证券研究报告证券研究报告 请务必阅读正文之后的免责声明部分请务必阅读正文之后的免责声明部分 军工材料报告：异“材”秀出千林表 内 T300、T400 级别产品的生产技术已经成熟，部分头部企业已经可以规模化生产 T700、T800 级别产品，开始小批量生产 T1000、M55J 级别以上的产品。但是，总体来看国内企业

271、在中高端产品的质量稳定性、产品离散度等指标上与世界先进水平相比存在不小距离，在产品系列化程度、下游复合材料制备、成型技术等方面更是差距明显。目前我国航空航天军用碳纤维主要是高性能小丝束为主，可以生产的企业主要有光威复材、中简科技、恒神股份以及中复神鹰。目前能够稳定供应批产装备的主要是光威复材和中简科技两家。 图表 117：我国主要军用碳纤维生产企业 公司名称公司名称 简介简介 产品型号产品型号 产品丝束产品丝束 20202020 年年 收入收入 20202020 年年 净利润净利润 光威复材光威复材（300699300699） 公司形成了从原丝开始的碳纤维、织物、树脂、高性能预浸材料、复合材料

272、制品的完整产业链布局，是目前国内碳纤维行业生产品种最全、生产技术最先进、产业链最完整的领先企业之一。 GQ3522（T300 级）、GQ4522(T700 级 ） 、QZ5526(T800 级 ） 、QZ6026(T1000 级）、QM4035(M40J 级 ） 、QM4050(M55J 级） 军品：3K（主要）、12K； 包头线：24K、36K、48K 21.16 亿元 6.42 亿元 中简科技中简科技（300777300777） 公司产品主要应用于航空航天领域，各项指标参数要求较高，在航空航天装备论证阶段即对碳纤维各项指标予以确定，目前公司所生产碳纤维主要为高端、高性能型碳纤维产品，已达到

273、同类产品国际先进水平。 ZT7 系列（T700 级）、ZT8 系列（T800 级）、ZT9 系列 （T1000/T1100级） 、 M40J、 M40X、 M55J。 3K （ 主要）、6K、12K、24K 3.90 亿元 2.32 亿元 恒神股份恒神股份（832397832397） 公司是目前国内拥有单线千吨级生产线最多，生产品种最全，产能最大、产业链最完整的碳纤维企业，具备碳纤维产业各环节产品的设计制造、技术服务能力。 HF20 系列（T300 级）、HF30 系列（T700 级）、HF40 系列（T800 级）、HF50 系列（T1000 级）及高强高模 HM 系列。 1K、3K、6K、

274、12K、24K和50K等 5.42 亿元 -0.98 亿元 中复神鹰中复神鹰 （688295688295） 公司率先打破了国外高性能碳纤维垄断的市场格局，目前累计向市场供应碳纤维超万吨，碳纤维市场的国产占有率连年保持在 50%以上。产品广泛应用于航空、碳芯电缆风电叶片等领域。 SYT45 系列 （T300 级） 、SYT49 系列 （T700 级） 、SYT55S（T800 级）、SYT65（T1000 级）、SYM40（M40 级）等。 3K、12K、24K 5.32 亿元 0.85 亿元 资料来源：公司公告，中航证券研究所整理 高端碳纤维供不应求，纷纷扩产满足航空航天高速增量需求。高端碳纤

275、维供不应求，纷纷扩产满足航空航天高速增量需求。在目前国内军用碳纤维整体供不应求的情况下，这些厂商之间竞争情况相对平和，对于目前一些批产型号基本是各自独供，但未来随着各企业的产能上台阶，一些新型号装备的预研或形成竞争。航空航天的高景气带动相关企业纷纷提出扩产计划，如中简科技在 2021 年千吨线投入生产后，马上提出 1500 吨产能的扩产计划。 77 中航证券研究所发布中航证券研究所发布 证券研究报告证券研究报告 请务必阅读正文之后的免责声明部分请务必阅读正文之后的免责声明部分 军工材料报告：异“材”秀出千林表 图表 118：碳纤维上市企业“十四五”产能情况预测（吨） 资料来源：wind，中航证

276、券研究所 图表 119：碳纤维上市公司扩产计划情况 公司名称公司名称 募投时间募投时间 计划投资额计划投资额 （亿元）（亿元） 达产时间达产时间 20202020 年产能（吨）年产能（吨） 募投产能募投产能( (吨）吨） 中复神鹰 2021/6/24 26.52 2023 年底 3500 10200 光威复材 2019/8/20 20.24 2025 年底 1855 10000 中简科技 2019/4/30 6.83 2021 年 100 1000 2021/8/28 20.00 2025 年 100 1500 资料来源：wind，中航证券研究所 碳纤维复材重要中间环节预浸料与预制体。碳纤维复

277、材重要中间环节预浸料与预制体。树脂基碳纤维在生产过程中，预浸料的生产是关键的中间体，一般碳纤维生产企业在打通下游复材生产能力时，基本都具备预浸料生产能力，比如光威复材、恒神股份等都可以进行预浸料的生产，但在我国航空用预浸料方面，基本被中航高科下的中航复材所垄断航空用预浸料方面，基本被中航高科下的中航复材所垄断。预制体是碳/碳复材重要的制造环节，主要的上市企业是楚江新材子公司江苏天鸟江苏天鸟，同时天宜上佳 2021 年碳纤维预制体生产线实现投产。碳碳复材方面，国内主要上市企业有博云新材、北摩高科、天宜上佳以及中天火箭子公司等。 图表 120：碳纤维下游产业链重点上市公司情况 公司公司 简介简介

278、碳纤维产业链相关产品碳纤维产业链相关产品 20202020 年年 收入收入 20202020 年年 净利润净利润 中航高科中航高科 子公司中航复材由航空材料研究院和航空制造工程研究所复合材料专业整合组建，产品为复合材料原材料及民机复合材料结构件，主要客户为航空工业主机厂和零部件生产单位。 预浸料、蜂窝等 29.12 亿元 4.31 亿元 江苏天鸟江苏天鸟 （楚江新材）（楚江新材） 专业生产高性能碳纤维织物、芳纶纤维织物、飞机碳刹车预制件、航天用碳/碳复合材料预制件的国家航空航天重大工程配套企业，国际航空器材承制方 A 类供应商，国内唯一产业化生产飞机碳刹车预制体的企业，也是国内最大的碳/碳复合

279、材料用预制体科研生产基地。 碳碳复材预制体 4.00 亿元 1.50 亿元 78 中航证券研究所发布中航证券研究所发布 证券研究报告证券研究报告 请务必阅读正文之后的免责声明部分请务必阅读正文之后的免责声明部分 军工材料报告：异“材”秀出千林表 天宜上佳天宜上佳 在专注高铁粉末冶金制动闸片及地铁合成闸片/闸瓦主营业务的同时，持续加大在大交通和新能源领域的技术研发及产业化应用力度，目前已形成粉末冶金闸片及合成闸片/闸瓦、结构功能一体化（碳纤维）复合材料制品、碳碳/碳陶复合材料制品、大型金属结构件加工等业务板块。 碳纤维复材（子公司天仁道和）：无人机结构零部件、航空航天飞行器结构件、复合材料弹箭舱

280、体等。 碳碳、碳陶复合材料：光伏热场、刹车片 4.15 亿元 1.14 亿元 博云新材博云新材 主要从事军民用飞机粉末冶金和碳碳复合材料刹车副、航天及民用碳碳复合材料产品、军民用飞机机轮及刹车系统等产品，多种机型航空刹车副已广泛应用于军民用飞机上。自主研发的多种型号炭/炭复合材料喷管，已成功应用于航天飞行器上。 航空机轮刹车系统及刹车材料；航天用碳碳复合材料 3.45 亿元 0.22 亿元 北摩高科北摩高科 主要从事军、民两用航空航天飞行器起落架着陆系统及坦克装甲车辆、高速列车等高端装备刹车制动产品，产品广泛应用于歼击机、轰炸机、运输机、教练机、军贸机、直升机、航天高空飞行器及坦克装甲车辆等重

281、点军工装备。 飞机刹车控制系统及机轮、刹车盘（副）等 6.87 亿元 3.16 亿元 西安超码西安超码 （中天火箭）（中天火箭） 肇始于西安航天复合材料研究所于 1999 年建立的炭摩擦材料厂，专业从事碳/碳、碳/陶复合材料制品的系列化与多元化生产。 碳/碳热场材料、固体火箭发动机耐烧蚀组件、飞机碳/碳刹车盘、高性能碳/陶复合材料制品等 2.87 亿元 0.41 亿元 资料来源：wind，中航证券研究所 1.51.5、小结、小结 碳纤维及其复合材料凭借其低密度、高强度、高模量、高稳定性的特点，在航空航天、汽车船舶等领域应用广泛，引领着轻质化材料的浪潮。碳纤维产业的发展受到国家政策的大力扶持，碳

282、纤维在中国制造2025 中被列为关键战略材料之一。碳纤维复合材料能够应用于飞机机身、喷气发动机、涡轮等部件，还可应用于火箭、导弹以及人造卫星中，此外在船舶上也有应用。目前我国已经从上游碳纤维本身打破了国外的封锁，尽管在成本控制上仍然存在差距，但随着高性能碳纤维在武器装备上规模化应用，有望进一步拉动整个产业的良性发展。 我们认为，目前国内航空航天领域对高性能碳纤维的需求持续快速增长。国内高性能碳纤维产能严重不足，进口替代空间大。随着国产碳纤维产业高性能化和规模化、低成本化进程的深入快速发展，相应行业领先企业有望充分受益于市场需求拉动。国内厂商重点关注，碳纤维：光威复材（300699） 、中简科技

283、（300777） 等； 航空预浸料： 中航高科 （600862） ； 碳碳复材相关： 楚江新材 （002171） 、 天宜上佳 （688033） 、北摩高科（002985） 、博云新材（002297） 、中天火箭（003009） 。 79 中航证券研究所发布中航证券研究所发布 证券研究报告证券研究报告 请务必阅读正文之后的免责声明部分请务必阅读正文之后的免责声明部分 军工材料报告：异“材”秀出千林表 2 2、芳纶纤维及其复合材料、芳纶纤维及其复合材料防弹装甲的优质材料防弹装甲的优质材料 2.12.1、坚韧、耐冲击，广泛用于防弹及武器装甲上、坚韧、耐冲击，广泛用于防弹及武器装甲上 芳纶纤维芳纶纤

284、维 （Aramid fiber） 全称为 “芳香族聚酰胺纤维” ， 具有超高强度、 高模量和耐高温、 耐酸耐碱、重量轻等优良性能，芳纶纤维于 1960s 由美国杜邦公司（商品名为 Kevlar）研发成功并商业化，因此在碳纤维出现之前， 芳纶纤维一直占据着高性能纤维市场。 与碳纤维一样， 芳纶纤维并不会直接作为最终产品，至少要做成织物或相应的复合材料才能使用。 图表 121：芳纶纤维 图表 122：芳纶纤维织物 资料来源：中芳特纤，中航证券研究所 资料来源：阿里巴巴，中航证券研究所 凭借优异性能，是理想的防弹复合材料：凭借优异性能，是理想的防弹复合材料：芳纶纤维具有特殊的性能，包括优异的抗冲击和

285、耐磨性、耐高温性以及低重量等： 抗冲击性，抗冲击性，坚韧且可吸收大量能量而在压力下不会破裂，芳纶纤维复合材料的抗冲击性能是碳纤维抗冲击性能是碳纤维复合材料的复合材料的 5 5 倍倍。它广泛用于制造防弹背心、船只、皮艇以及军用车辆部件的装甲； 低密度低密度/ /低重量，低重量， 芳纶纤维具有极低的重量， 这是制造复合材料的一个优势。 虽然碳纤维复合材料本身被认为非常轻，但是芳纶纤维复合材料比碳纤维复合材料轻约芳纶纤维复合材料比碳纤维复合材料轻约 20%20%。在复合材料中使用芳纶织物可增加抗冲击和耐磨性，并降低了复合材料元件的重量； 耐磨性耐磨性，芳纶纤维复合材料已经广泛应用于易磨损的零部件，如

286、保护赛车发动机的防滑板。芳纶通常被萃取工业（如采矿工业）用于加固输送带的橡胶带，并确保更高的强度和耐磨性，由于这些特性，该材料可用于复合材料以及工作服，如使用芳纶织物的防割安全手套； 低介电常数低介电常数，芳纶纤维复合材料的介电常数低至 3.85（10GHz） ，芳纶纤维复合材料外壳芳纶纤维复合材料外壳/ /天线罩即天线罩即可保护天线不受损坏并且还确保良好的信号性能。可保护天线不受损坏并且还确保良好的信号性能。相比之下，玻璃纤维复合材料提供的介电常数为 6.1 80 中航证券研究所发布中航证券研究所发布 证券研究报告证券研究报告 请务必阅读正文之后的免责声明部分请务必阅读正文之后的免责声明部分

287、 军工材料报告：异“材”秀出千林表 （10GHz） ， 导致天线信号功率和性能降低 60。 除芳纶外， 还使用石英纤维除芳纶外， 还使用石英纤维， 其介电常数为 3.78 （10GHz） 。因此这种天线广泛用于军事目的，例如在军用飞机上。 其他特性其他特性，芳纶纤维具有低热膨胀特性低热膨胀特性，在高温下非常稳定。芳纶纤维是很好的绝缘体，不导电绝缘体，不导电。 由于这些特性，这种材料经常用于陆军、空军、水上运动和汽车运动，以及轮胎、服装和防护手套的制造和许多其他用途。 图表 123：芳纶纤维及其复材的应用领域 应用领域应用领域 介绍介绍 航空航天领域航空航天领域 导弹、火箭发动机壳体，飞机、航天

288、器的机身、主翼、尾翼等结构件等 军事领域军事领域 防弹衣，坦克、装甲车、核动力航空母舰及军舰的防弹板 工业领域工业领域 传送带、输送带、芳纶帘子线等 建筑领域建筑领域 充当增强材料使用，有效防止水泥制品开裂 交通领域交通领域 汽车或飞机的轮胎，耐磨性好，且轮胎承载力高，耐切割及刺穿 电子电气领域电子电气领域 雷达天线防护罩、特种印刷电路板、耐热性电机的绝缘材料等 资料来源：新材料在线， 芳纶纤维的应用 ，中航证券研究所 2.1.12.1.1、航空航天领域：质量轻、强度高，可作为透波、承受冲击的结构件、航空航天领域：质量轻、强度高，可作为透波、承受冲击的结构件 在航空航天方面，芳纶由于质量轻而强

289、度高，作为结构材料可节省了大量的动力燃料，比如常用作蜂蜂巢结构材料，巢结构材料，采用环氧树脂浸渍芳纶布形成芳纶预浸料，并直接与蜂窝或泡沫结构相黏结制备的多层蜂巢结构的板材，由于具有突出的耐冲击、质量轻、优良的透电磁波性等特性，可以适用于制作导弹、飞机上的宽频透波材料和可以承受冲击力量的结构部件，例如整流罩、机舱内衬板等高性能夹层结构。而随着航天材料要求越来越苛刻，芳纶纤维逐渐由承受冲击力的结构部件发展到二次结构材料，如机舱门窗、整流罩体表面以及机内天花板、隔板、舱壁、行李架、座椅等。此外将芳纶与薄铝板、环氧无纬布交叠热压后形成的超混复合层板，具有极高的比模量和比强度，抗疲劳寿命是铝合金板的 1

290、00 倍1000 倍，可用于飞机的机身等部位。 此外，由于芳纶纤维具有优异电绝缘性能、透波性能以及尺寸稳定性能，它在军工电子中也作为主要的结构件，比如机载或星载雷达天线罩、雷达天线馈源功能结构部件等多方面。美国 RCA 公司为多颗卫星研制的多部抛物面天线中，其反射面均采用芳纶纤维织物增强复合材料制造。 2.1.22.1.2、军事防护领域：抗冲击的防弹装甲材料、军事防护领域：抗冲击的防弹装甲材料 鉴于优异的抗冲击特性，芳纶纤维被广泛用于制造防弹背心和坦克装甲材料的军事用途。防弹背心通常是由几十层芳纶组成的材料制成，并在两层之间包括一个陶瓷板。一些装甲车（如美国 M1 坦克）所用的防护罩是由钢-芳

291、纶-钢材料制成的，可以抵抗直径达 700mm 的反坦克导弹。此外，除了保护坦克本身外， 81 中航证券研究所发布中航证券研究所发布 证券研究报告证券研究报告 请务必阅读正文之后的免责声明部分请务必阅读正文之后的免责声明部分 军工材料报告：异“材”秀出千林表 钢-芳纶-钢护盾还通过吸收穿透导弹产生的动能来保护乘员。比如在波音 AH-64 上，配备了芳纶复材旋翼的美军主攻直升机，可以防止直径最大为 23 毫米的子弹。 2.22.2、芳纶纤维产业链上的两种芳纶材料、芳纶纤维产业链上的两种芳纶材料 芳纶纤维主要包括全芳香族聚酰胺纤维和杂环芳香族聚酰胺纤维两种，可分为邻位芳纶、对位芳纶(PPTA)和间位

292、芳纶(PMTA)三种，其中实现工业化的产品主要有间位芳纶间位芳纶和对位芳纶对位芳纶两种。这两大类芳纶的主要区别在于酰胺键与苯环上的 C 原子的连接位置不同。 图表 124：间位芳纶（PMTA）和对位芳纶（PPTA）的分子式及形态对比 资料来源：中航证券研究所整理 间位芳纶（芳纶间位芳纶（芳纶 13131313）是一种柔软洁白、纤细蓬松、富有光泽的纤维，化学名为聚间苯二甲酰间苯二胺，间位芳纶属难燃纤维，在空气中不会自燃或融化，离开火焰后会自熄。纤维遇高温时，会迅速膨胀碳化，形成隔热层，能阻挡热量的传递，起到有效的保护作用。在 250以上高温中连续长时间使用后，仍具有较高的强度和尺寸稳定性。 在

293、350以下不会发生明显的分解和碳化。 当温度超过 400时， 纤维逐渐发脆、炭化直至分解，但是不会产生熔滴。间位芳纶介电常数很低，在低温、高温、高湿条件下均能保持优良的电绝缘性， 是全球公认的最佳绝缘材料。 间位芳纶织物具有优良的抗辐射性能， 实验表明， 其在 50kV的 X 射线连续照射 250h 后，仍能保持原有强度的 49%。间位芳纶在酸、碱、有机溶剂、还原剂以及漂白剂中的稳定性较好，但不能与强酸、强碱等长期作用。间位芳纶对日光的稳定性较差，难以染色。纯间位芳纶制成的芳纶纸具有高强度、 低变形、 耐高温、 耐化学腐蚀、 阻燃和优良的电绝缘性能， 广泛应用于国防、航空航天、高速列车和电工绝

294、缘等领域，是一种关系国家安全的高科技新材料。 82 中航证券研究所发布中航证券研究所发布 证券研究报告证券研究报告 请务必阅读正文之后的免责声明部分请务必阅读正文之后的免责声明部分 军工材料报告：异“材”秀出千林表 对位芳纶 （芳纶对位芳纶 （芳纶 14141414） 呈金黄色， 貌似闪亮的金属丝线， 化学名为聚对苯二甲酰对苯二胺， 在芳纶 1313基础上，美国 DuPont 公司成功研制出芳纶 1414，芳纶 1414 具有比芳纶 1313 更好的综合性能，它的出现被认为是材料界发展的一个重要里程碑。可应用于航空航天工业中用于制造导弹的固体火箭发动机壳体和用于制作大型飞机的二次结构材料（如机

295、舱门、窗、机翼有关部件等） 、国防工业中的防弹衣、防弹头盔、防刺防割服、排爆服、高弹度降落伞、防弹车体、装甲板等。 图表 125：间位芳纶和对位芳纶性能、用途对比 间位芳纶间位芳纶 对位芳纶对位芳纶 性性能能 耐高温：分解温度 371，遇火不熔融，直接碳化 耐高温：分解温度 500 阻燃性：极限氧指数 29，本质阻燃、离火自熄 阻燃性：极限氧指数29 断裂强度：4-5g/d 高强度：断裂强度 20-27g/d，钢丝的 5-6倍 初始模量：60-120g/d 高模量：初始模量 600-800g/d，钢丝的 2-3 倍 电绝缘性：全球公认的最佳绝缘材料 - 用用途途 环境保护：高温过滤材料，高温烟

296、气除尘 增强材料：橡胶制品，光缆补强，高强度缆绳等 绝缘材料：电气绝缘纸、阻燃装饰布 防护材料：防弹衣、防弹头盔等 安全防护：消防服、赛车服 复合材料：航空航天材料等 高温传送带、橡胶增强等 摩擦材料：刹车片等 缺缺点点 对日光稳定性较差，难以染色 吸湿性差、耐光性、耐紫外性能均较差 资料来源：产业信息网，中航证券研究所 从产业链来看，两种芳纶的上游原材料以及工艺存在一定的差异，间位芳纶的上游合成材料主要是间苯二甲酰氯、和间苯二胺；对位芳纶主要是对苯二甲酰氯和对苯二胺。此外两者之间的聚合工艺也存在区别。 图表 126：间位芳纶和对位芳纶制备工艺 间位芳纶间位芳纶 对位芳纶对位芳纶 聚合工艺 低

297、温聚合法+干法纺丝工艺； 界面聚合法+湿法纺丝工艺； 低温溶液聚合法+湿法纺丝工艺； 低温溶液缩聚法：对位芳纶商品化的方法； 直接缩合法；离子液体聚合法； 发烟硫酸聚合法； 典型工艺 一步法工艺：即低温溶液间歇聚合，原液经过过滤后直接进行湿法纺丝，水洗后干燥，切断后打包。 两步法工艺：低温溶液连续聚合，聚合物分离后洗涤干燥后用浓硫酸重新溶解， 干喷湿法纺丝，纤维经过水洗后干燥，卷绕成形。 资料来源：赛瑞研究，中航证券研究所 83 中航证券研究所发布中航证券研究所发布 证券研究报告证券研究报告 请务必阅读正文之后的免责声明部分请务必阅读正文之后的免责声明部分 军工材料报告：异“材”秀出千林表 图

298、表 127：间位芳纶和对位芳纶上下游产业链 资料来源：产业信息网，中航证券研究所 2.32.3、我国芳纶需求快速增长，但自给率低，进口替代空间大、我国芳纶需求快速增长，但自给率低，进口替代空间大 目前全球芳纶产能在 14-15 万吨左右，其中 4 万多吨为间位芳纶，8-9 万吨为对位芳纶，2020 年受疫情影响，全球芳纶需求有所下降，为 8-9 万吨，同比下滑了 20%左右。目前全球芳纶纤维整体已出现供过于求局面，但其中对位芳纶的供求形势依旧偏紧。国内芳纶纤维消费旺盛，2020 年我国对位芳纶需求量约1.3 万吨，同比增长 13.0%，近 5 年复合增速 12.2%。但是，我国对位芳纶产量仍不

299、足 3000 吨，进口量超过 1 万吨，自给率只有约 23%。我国对位芳纶未来 5 年市场需求增长率将保持在 10%左右，到 2025 年需求量将达到 2 万吨，算上间位芳纶，预计 2025 年我国芳纶需求将达到 3.5 万吨。 图表 128：我国未来芳纶市场需求预测（万吨） 资料来源：泰和新材公告，立木信息，中航证券研究所 84 中航证券研究所发布中航证券研究所发布 证券研究报告证券研究报告 请务必阅读正文之后的免责声明部分请务必阅读正文之后的免责声明部分 军工材料报告：异“材”秀出千林表 间位芳纶方面，国内有 60%左右用于相对低端的工业过滤领域，仅有 10%左右用于高端的绝缘与蜂窝芯材领

300、域，而国外 40%左右用于绝缘与蜂窝芯材领域，仅有 20%左右用于工业过滤领域。因此，我国芳纶产业急需高端发展，并且仍有十分广阔的进口替代空间。 图表 129：国内外间位芳纶下游应用分布 资料来源： 芳纶纤维的研究现状及功能化应用进展 ，中航证券研究所 2.42.4、国际大公司占产能大头，国内公司正奋起直追、国际大公司占产能大头，国内公司正奋起直追 全球芳纶产能主要被国际大公司占据，我国占比相对不足。全球芳纶产能主要被国际大公司占据，我国占比相对不足。美国、日本和欧洲等国对芳纶纤维的生产与研究较早， 且一直处于世界前列， 目前全球芳纶名义产能约 14-15 万吨/年。 芳纶产能主要被国际大公司

301、占据，杜邦是全球绝对龙头企业，合计产能占 50%左右，日本帝人排在第 2 位；中国产能占比不足，约 20%左右。芳纶行业的竞争相对寡头，而目前的市场容量相对较小。 图表 130：2020 年全球主要芳纶企业产能分布（万吨/年） 企业企业 国家国家 间位芳纶产能间位芳纶产能 对位芳纶产能对位芳纶产能 杜邦杜邦 美国 3 3.5 帝人帝人 日本 0.5 2.7 泰和新材泰和新材 中国 0.7 0.45 中化国际中化国际 中国 0.5 科隆科隆 韩国 0.5 中芳特纤中芳特纤 中国 0.3 晓星晓星 韩国 0.12 仪征化纤仪征化纤 中国 0.1 超美斯超美斯 中国 0.45 HuvisHuvis

302、韩国 0.1 其他其他 1.1 0.7 合计合计 5.85 8.87 85 中航证券研究所发布中航证券研究所发布 证券研究报告证券研究报告 请务必阅读正文之后的免责声明部分请务必阅读正文之后的免责声明部分 军工材料报告：异“材”秀出千林表 资料来源： 2020 年中国芳纶行业报告 ，中航证券研究所 高端仍需进口，国内已经走在产业化的路上。高端仍需进口，国内已经走在产业化的路上。我国由于起步较晚，与发达国家还存在着很大的差距，目前芳纶纤维的使用大部分还依赖于进口，尤其是对位芳纶，技术难度和性能指标远高于间位芳纶。但随着我国对芳纶纤维的重视和投入，部分国产厂商在芳纶纤维市场也占有一席之地。如泰和新

303、材已实现了芳纶纤维的商业化生产，在国内芳纶纤维的产业化中走在前列，年产量逐年提升。总体来看，行业规模化生产技术壁垒高、少数巨头垄断行业，新进入者威胁较小，具备批量生产能力的企业不多，买方议价能力一般。而国内低端应用市场相对饱和，高附加值应用市场供不应求，具备大规模生产能力的企业数量不多，企业间竞争较小，内部竞争压力不大。 泰和新材加速扩产，有望成为中国芳纶纤维巨头。泰和新材加速扩产，有望成为中国芳纶纤维巨头。泰和新材 2018 年公布了未来五年发展规划 ，明确提出要形成间位芳纶产能 1.2 万吨，对位芳纶产能 1.2 万吨的计划，间位芳纶产能保持全球前二位，对位芳纶产能跻身全球前三位。此外，2

304、021 年泰和新材签署托管经营框架协议 ，托管国内间位芳纶第二大公司超美斯，此举有利于公司整合双方及行业资源，实现差异化竞争和行业的良性发展，整体提升中国芳纶产业在国际舞台的竞争实力。 图表 131：泰和新材芳纶工程项目投资情况 总投资（亿元）总投资（亿元） 年产能（万吨）年产能（万吨） 年销售收入（亿元）年销售收入（亿元） 年利润总额（亿元）年利润总额（亿元） 间位芳纶间位芳纶 15 1.2 12 2.9 对位芳纶对位芳纶 20 1.2 16 4.3 合计合计 35 - 28 7.2 资料来源：wind，中航证券研究所 2.52.5、小结、小结 芳纶纤维具有优异的阻燃耐高温和高强高模特性，一

305、直是国防军工领域的关键基础材料，主要用于军警作战服、蜂窝结构材料，防弹衣、防弹装甲等。芳纶纤维产品主要有间位芳纶和对位芳纶两种，国内对位芳纶国产自给率仅有 23%，存在巨大的替代空间，而间位芳纶，我国虽然产能充足，但从产品形态来看都是低端的工业过滤材料，急需向高端发展。目前从全球竞争来看，行业基本被国外巨头所垄断，但国内厂商经过自主发展，目前已经可以实现产业化，未来有望在国际舞台上进行竞争。 我们认为，随着芳纶在国防军工、安全环保等领域应用的不断扩大，国内芳纶市场需求将迎来快速增长。此外芳纶纤维的国产替代市场广阔，尤其是对位芳纶。那么在“十四五”期间航空航天装备快速发展的契机下，将充分利好国内

306、实现高性能芳纶纤维技术、产业化突破的企业，国内厂商重点关注泰和新材（002254） 。 86 中航证券研究所发布中航证券研究所发布 证券研究报告证券研究报告 请务必阅读正文之后的免责声明部分请务必阅读正文之后的免责声明部分 军工材料报告：异“材”秀出千林表 3 3、超高分子量聚乙烯纤维、超高分子量聚乙烯纤维个体防弹防护领域的首选纤维个体防弹防护领域的首选纤维 3.13.1、比强度、比模量最高，理想的防弹、防刺安全防护材料、比强度、比模量最高，理想的防弹、防刺安全防护材料 超高分子量聚乙烯（UHMWPE）纤维，又称高强高模聚乙烯纤维，是继碳纤维、芳纶纤维之后的第三代高性能纤维。是目前世界上比强度

307、和比模量最高的纤维，其分子量在 100 万500 万的聚乙烯所纺出的纤维。 图表 132：超高分子量聚乙烯纤维 图表 133：超高分子量聚乙烯纤维织物 资料来源：搜狐网，中航证券研究所 资料来源：江苏普泰克，中航证券研究所 UHMWPE 纤维断裂伸长率高于碳纤维和芳纶，柔韧性好，在高应变率和低温下力学性能仍然良好，抗冲击能力优于碳纤维、芳纶等，是一种非常理想的防弹、防刺安全防护材料，具体特点如下： 高比强度，高比模量高比强度，高比模量。UHMWPE 纤维的比强度是优质钢材的 15 倍，是玻璃和尼龙 66 的 4 倍，是碳纤维的 2.6 倍，是芳纶纤维的 1.7 倍，比模量仅次于特级碳纤维。 抗

308、冲击性和抗切割性。抗冲击性和抗切割性。UHMWPE 烯纤维断裂伸长低、断裂功大，具有很强的吸收能量的能力，在抗冲击性能方面，UHMWPE 纤维复合材料的比冲击总吸收能量是碳纤维的 1.8 倍、芳纶的 2.6 倍，防弹能力是芳纶装甲结构的 3.6 倍。由于质轻高强及比能量吸收高的特点，UHMWPE 纤维已逐步取代芳纶，成为个体防弹防护领域的首选纤维。 密度低密度低，UHMWPE 纤维密度仅有 0.97-0.98g/cm3，可浮于水面。 抗紫外线辐射抗紫外线辐射，防中子和射线，比能量吸收高、介电常数低（2.25,10GHz） 、电磁波透射率高，耐化耐化学腐蚀、耐磨性学腐蚀、耐磨性、有较长的挠曲寿命

309、。 虽然相比较碳纤维和芳纶纤维，UHMWPE 纤维有诸多优点，但其也存在一些明显的缺点： 87 中航证券研究所发布中航证券研究所发布 证券研究报告证券研究报告 请务必阅读正文之后的免责声明部分请务必阅读正文之后的免责声明部分 军工材料报告：异“材”秀出千林表 耐温性差耐温性差，UHMWPE 纤维的熔点在 145160C 之间，纤维在高温下性能会出现严重下降，限制了其在某些高温作业环境下的应用； 抗蠕变性差抗蠕变性差，UHMWPE 纤维在长时间受力下分子之间易产生滑移，影响正常的使用，导致了其在持续受力环境下无法发挥其优势； 复合粘结性差复合粘结性差，由于 UHMWPE 纤维分子结构中不含有极性

310、基团，无法与复合基体之间产生较强的作用力，使其在复合材料方面的应用较为困难。 总体而言， 基于 UHMWPE 纤维的优异性能， UHMWPE 纤维是军民两用的新材料， 被广泛应用于军事装备、海洋产业、安全防护、体育器材等领域，主要用途具体情况如下： 图表 134：超高分子量聚乙烯纤维的应用领域 领域领域 绳线制品绳线制品 纺织织物纺织织物 无纺织物无纺织物 复合材料复合材料 军事装备军事装备 海上布雷网、降落伞绳 降落伞、伪装网 软质防弹衣 坦克车装甲板、轻体装甲车车身、航行器、武装直升机装甲板、防弹运钞车防弹板、通讯指挥车防弹车身、防弹头盔等 航空航天航空航天 宇宙飞船 海上救捞网 雷达保护

311、罩、机场跑道 飞机舱内结构件、驾驶舱安全防护门 海洋产业海洋产业 系泊缆、 拖网缆、 拖牵缆、海上养殖业用缆、海上采油用缆、海底采集作业用缆 海上挡油堤、捕鱼拖网、 围网、 深海养殖网箱 海水过滤膜结构 轻便船体及构间、海堤围坝、海洋专用箱体 安全防护安全防护 安全吊装带、软质手铐、安全绳索等 防割手套、防锯割工作服、防刺服 防刺服 防 弹衣 高性 能插板、防弹盾牌 体育器材体育器材 登山绳索、 钓鱼线、球拍网线、 风筝绳、弓弦 船帆、 吹气船、 击剑服 训练用反弹毛毡 赛艇、 射箭弓、 滑雪橇、 曲棍球棒、 钓鱼竿 建筑业建筑业 货物吊绳、 防护网、货物吊网 强力包装用具 护卫面料 安全帽、

312、特种围栏 生物医疗生物医疗 缝线 手术防割套 医疗安全包装 X 室抗屏蔽工作台 运输业运输业 柔性集装箱、起吊绳索、 车辆牵引绳、气球拉绳、直升机起吊绳索 蓬盖布、运输带 防割防刺箱包 特种轻型箱体、抗冲击包装箱 防洪防洪 填石网兜 耐水浸包装袋 轻便拒水用具 抗冲击围栏、轻型救生艇 通讯通讯 光缆加强芯 线路保护面料 防割填充物 无线发生整流罩 资料来源： 超高分子量聚乙烯纤维湿法冻胶纺丝成型工艺及结晶行为研究 ，中航证券研究所 88 中航证券研究所发布中航证券研究所发布 证券研究报告证券研究报告 请务必阅读正文之后的免责声明部分请务必阅读正文之后的免责声明部分 军工材料报告：异“材”秀出千

313、林表 3.1.13.1.1、军事防护领域：防弹装备的首选材料，正在替代芳纶纤维、军事防护领域：防弹装备的首选材料，正在替代芳纶纤维 UHMWPE 纤维军事上可以制成防护衣料、头盔、防弹材料，如直升飞机、坦克和舰船的装甲防护板、雷达的防护外壳罩、导弹罩、防弹衣、防刺衣、盾牌等，其中以防弹衣的应用最为引人注目，UHMWPE 纤维制备的防弹头盔在重量上要比传统材料轻 300400g，并且防弹效果优于传统材料，现已成为占领美国防弹背心市场的主要纤维。另外，国外用该纤维增强的树脂复合材料制成的防弹、防暴头盔已成为钢盔和芳纶增强的复合材料头盔的替代品。 3.1.23.1.2、航空航天领域：轻质高强，可帮助

314、飞行器减重、航空航天领域：轻质高强，可帮助飞行器减重 在航天工程中，由于该纤维复合材料轻质高强和抗冲击性能好，因此可适用于各种飞机的翼尖结构、飞船结构和浮标飞机等，并且 UHMWPE 纤维制备的飞机舱内结构件由于质量较轻可以大幅减少飞行成本。该纤维也可以用作航天飞机着陆的减速降落伞和飞机上悬吊重物的绳索，取代了传统的钢缆绳和合成纤维绳索，其发展速度异常迅速。 3.23.2、上游、上游 UHMWPEUHMWPE 供应稳定，干法工艺国内有待突破供应稳定，干法工艺国内有待突破 UHMWPE 纤维行业产业链来看，超高分子量聚乙烯(UHMWPE)树脂、溶剂、萃取剂等处于上游，是生产超高分子量聚乙烯(UH

315、MWPE)纤维所需要的关键原料，下游为超高分子量聚乙烯(UHMWPE)纤维的需求领域，主要有海洋、军事装备、安全防护、体育器械、建筑、纺织领域等。 图表 135：超高分子聚乙烯纤维产业链 资料来源：同益中招股说明书，中航证券研究所 89 中航证券研究所发布中航证券研究所发布 证券研究报告证券研究报告 请务必阅读正文之后的免责声明部分请务必阅读正文之后的免责声明部分 军工材料报告：异“材”秀出千林表 原材料原材料 UHMWPEUHMWPE 竞争充分，供应稳定。竞争充分，供应稳定。在超高分子量聚乙烯纤维产业上游方面，UHMWPE 是制作超高分子量聚乙烯纤维的主要原材料，2021 年预计其产量和需求

316、量分别有望达到 38 万吨和 36.7 万吨。从供需来看，UHMWPE 供应商已经形成了充分竞争的局面，超高分子量聚乙烯纤维的原材料供应状况较为稳定，各大企业不断扩充产能，供应商充足。 数十年来，在前人的不断摸索下，发明了许多制备 UHMWPE 纤维的方法，主要包括：增塑熔融纺丝法、固体挤出法、超拉伸或局部拉伸法、表面结晶生长法和冻胶纺丝-超倍拉伸法等，其中唯有冻胶纺丝-超倍拉伸法实现了工业化生产。 根据所采用的溶剂不同， 又将UHMWPE纤维的冻胶纺丝-超倍热拉伸法分为两种，干法工艺路线，即高挥发性溶剂干法凝胶纺丝工艺路线；湿法工艺路线，即低挥发性溶剂湿法凝胶纺丝工艺路线。采用的溶剂和后续工

317、艺是这两种工艺路线最大的区别，由于两类溶剂特性区别大，从而后续溶剂脱除工艺也完全不同，各有优势。 图表 136：干法冻胶纺丝示意图 资料来源： 超高分子量聚乙烯纤维湿法冻胶纺丝成型工艺及结晶行为研究 ，中航证券研究所 90 中航证券研究所发布中航证券研究所发布 证券研究报告证券研究报告 请务必阅读正文之后的免责声明部分请务必阅读正文之后的免责声明部分 军工材料报告：异“材”秀出千林表 图表 137：湿法冻胶纺丝示意图 资料来源： 超高分子量聚乙烯纤维湿法冻胶纺丝成型工艺及结晶行为研究 ，中航证券研究所 图表 138：干、湿法冻胶纺丝工艺对比 纺丝类型纺丝类型 干法干法 湿法湿法 溶剂 十氢萘（

318、易挥发，安全性低） 矿物油（不易挥发，安全性高） 去溶剂 加热挥发 萃取 纺丝速度 快 慢 流程 短 长 回收方式 直接回收 间接回收 回收系统 密闭要求高，运行效率要求高 庞大，复杂 代表企业 荷兰帝斯曼 美国霍尼韦尔、同益中 资料来源：同益中招股说明书，中航证券研究所 国内湿法具有规模化生产，干法技术仍未完全掌握。国内湿法具有规模化生产，干法技术仍未完全掌握。干法冻胶纺丝路线所制备的 UHMWPE 纤维产品强度高、产品质量稳定，属于高端产品。我国尚未完全掌握这一技术，因此，国内仅少数企业在使用干法路线。 湿法冻胶纺丝路线所制备的 UHMWPE 纤维在纤维强度、 性能稳定性等方面比干法纤维稍

319、差， 属于中低端产品，但是产品价格较低。在国内，湿法冻胶法纺丝路线比干法冻胶纺丝路线更加成熟，现阶段国内大部分 UHMWPE 纤维生产厂家采用湿法路线， 并已经具有了规模化生产的能力。 总体来看， 国内需要的高端产品则仍然需要依赖进口，在高端 UHMWPE 产品方面我国与国际先进水平尚存在一定的差距。 91 中航证券研究所发布中航证券研究所发布 证券研究报告证券研究报告 请务必阅读正文之后的免责声明部分请务必阅读正文之后的免责声明部分 军工材料报告：异“材”秀出千林表 3 3.3.3、供不应求态势明显，军事装备升级有望进一步拉动需求增长、供不应求态势明显，军事装备升级有望进一步拉动需求增长 随

320、着超高分子量聚乙烯纤维性能的不断提升，军事装备、海洋产业、安全防护等下游领域的应用得到了进一步拓展，超高分子量聚乙烯纤维的需求在全球范围内稳定增长。2020 年，全球超高分子量聚乙烯纤维理论需求量约为 9.8 万吨，产能达到 6.56 万吨，仍处于供不应求状态，2015-2020 五年的需求复合增速约 11%，那么维持这一增速，预计到 2025 年，全球 UHMWPE 纤维的需求量为 16.5 万吨。 图表 139：全球 UHMWPE 纤维行业产能及理论需求量 资料来源：中国化学纤维工业协会，中航证券研究所 我国我国 UHMWPEUHMWPE 纤维整体处于供不应求状态，高端产能紧缺。纤维整体处

321、于供不应求状态，高端产能紧缺。2019 年，我国超高分子量聚乙烯纤维总产量和理论需求量分别约为 2.40 万吨和 4.15 万吨；2020 年，我国超高分子量聚乙烯纤维总产量和理论需求量分别约为 2.10 万吨和 4.91 万吨。我国超高分子量聚乙烯纤维行业整体处于供不应求的状态。尽管 2011年之后我国超高分子量聚乙烯纤维的产能已经超过全球总产能的 50%，但是国内的超高分子量聚乙烯纤维整体呈现中低端产能富余、高端产能紧缺的情况，虽然名义产能高，但受产品性能、成本控制的影响，一些低端产线已经无法运营。我国超高分子量聚乙烯纤维企业在医用缝合线、雷达天线罩等高端应用领域的产品研发仍处于起步阶段，

322、在产品一致性及稳定性、抗蠕变产品等细分领域仍处于不断追赶海外龙头公司的位置。 我国超高分子量聚乙烯纤维的需求量保持持续较快增长，主要来源于军事装备、海洋产业和安全防护等领域。未来，随着市场需求的不断增加，超高分子量聚乙烯纤维行业仍将持续快速发展。2015 年至 2020年，中国超高分子量聚乙烯纤维需求量复合增长率为 19.68%，根据中国超高分子量聚乙烯纤维行业市场前瞻与投资规划分析报告预测，预计到 2025 年，中国超高分子量聚乙烯纤维需求量有望达到 10.37 万吨，十四五期间复合增长率约为 16%。 92 中航证券研究所发布中航证券研究所发布 证券研究报告证券研究报告 请务必阅读正文之后

323、的免责声明部分请务必阅读正文之后的免责声明部分 军工材料报告：异“材”秀出千林表 图表 140：我国 UHMWPE 纤维需求量预测（万吨） 图表 141：我国 UHMWPE 纤维需求结构（万吨） 资料来源： 中国超高分子量聚乙烯纤维行业市场前瞻与投资规划分析报告 ，中航证券研究所 国内国内 UHMWPEUHMWPE 纤维军用占比低，未来需求修复有望带动快速增长。纤维军用占比低，未来需求修复有望带动快速增长。欧美市场超高分子量聚乙烯纤维下游应用领域中，防弹衣和武器装备占比约 70%，而中国市场超高分子量聚乙烯纤维下游应用领域中，防弹衣和武器装备占比仅约 32%。在军事装备和安全生产领域，超高分子

324、量聚乙烯纤维一直在向高强度、高模量、 细旦化方向发展， 纤度越低， 制成的防弹制品和防切割手套等产品就越柔软、 舒适， 便于使用者穿戴，超高分子量聚乙烯纤维作为现代国防必不可少的战略物资，随着产业技术水平的持续提升，军事装备领域的需求日益增长，有望带动国内 UHMWPE 纤维需求快速增长。 3.43.4、我国是、我国是 UHMWPEUHMWPE 纤维的大国，但不是强国纤维的大国，但不是强国 在国际市场上， 荷兰帝斯曼公司、 美国霍尼韦尔公司等是代表性龙头企业。 帝斯曼于 1979 年采用干法凝胶纺丝技术， 制备出了超高分子量聚乙烯纤维。 20 世纪 80 年代90 年代， 荷兰帝斯曼、 美国霍

325、尼韦尔、日本东洋纺等企业分别实现了该纤维的产业化生产。 由于我国科研水平的落后以及国外技术的保护，我国超高分子量聚乙烯纤维的发展起步相对较晚。在20 世纪 80 年代初，由东华大学、中国纺织科学研究院率先进行了一系列的关键技术的突破，使我国成为了继美国、荷兰之后第三个拥有自主知识产权生产 UHMWPE 纤维的国家。2005 年，以同益中、湖南中泰、宁波大成为代表的国内超高分子量聚乙烯纤维企业实现技术突破后， UHMWPE 纤维行业良好的市场前景和经济效益吸引多家企业投资， 国内新建了数十条 UHMWPE 纤维生产线， 形成了较为完善的规模化生产能力。 目前国内 UHMWPE 纤维的生产厂家主要

326、有同益中、宁波大成、山东爱地、湖南中泰等。 93 中航证券研究所发布中航证券研究所发布 证券研究报告证券研究报告 请务必阅读正文之后的免责声明部分请务必阅读正文之后的免责声明部分 军工材料报告：异“材”秀出千林表 图表 142：主要 UHMWPE 纤维公司产能情况 公司名称公司名称 简介简介 20202020 年年 产能（吨）产能（吨） 20202020 年年收入收入 20202020 年年净利润净利润 荷兰 帝斯曼 超高分子量聚乙烯纤维工业化生产的创始公司， 总部设在荷兰。荷兰帝斯曼的超高分子量聚乙烯纤维名为Dyneema，主要应用于医疗缝合、商业捕鱼、养殖网、绳索、吊索、高性能面料以及汽车

327、或人员的防弹保护等领域。 17,400 81.06 亿欧元 5.08 亿欧元 美国 霍尼韦尔 业务涉及航天产品及服务、 住宅及楼宇控制和工业控制技术、自动化产品、特种化学、纤维、塑料、电子和先进材料以及交通和动力系统及产品等领域。 美国霍尼韦尔的超高分子量聚乙烯纤维名为 Spectra，主要应用于安全网、绳索、鱼线、防弹衣等。 3,000 326.37 亿美元 47.79 亿美元 日本 东洋纺 产品覆盖树脂、材料、生命科学、纤维等领域。日本东洋纺的超高分子量聚乙烯纤维名为 Izanas， 主要应用于船舶系泊绳用纤维、钓鱼线、高尔夫球网、防护手套等产品。 3,200 3374.06 亿日元 42

328、.02 亿日元 江苏 九九久 延安必康（002411）的控股子公司。该公司的超高分子量聚乙烯纤维主要应用于功能性防护手套、家纺制品、军工缆绳、消防材料、鱼线等领域。 10,000 4.94 亿元 - 山东爱地 荷兰帝斯曼的合资公司。 该公司的超高分子量聚乙烯纤维产品主要应用于海洋开发、绳缆网箱、生命防护、体育用品等领域。 5,000 - - 仪征化纤 中国石化（600028）的全资子公司，该公司的超高分子量聚乙烯纤维主要应用于防护手套、绳索及软、硬防弹材料等领域。 3,300 - 500 万元 千禧龙纤 产品有超高分子量聚乙烯纤维、无纬布及防护产品，主要应用于海洋渔业、防护用品、体育用品、军工

329、装备、防护类材料、医疗器械和建材等领域。 2,611 - - 锵尼玛 该公司的超高分子量聚乙烯纤维产品主要应用于防护手套、缆绳等领域。 2,500 - - 同益中 专业从事超高分子量聚乙烯纤维及其复合材料， 产品应用于我国单兵装备、航空航天、海洋工程、舰艇缆绳等关键领域。 2,150 2.83 亿元 0.30 亿元 资料来源：同益中招股说明书，中航证券研究所 低端竞争激烈， 高端需实现进口替代。低端竞争激烈， 高端需实现进口替代。 在国家的大力支持与科研人员的共同努力下， 我国的 UHMWPE 纤维产业得到了飞速的发展，我国也成为 UHMWPE 纤维的生产大国，在全球市场上已经具有较大话语权。

330、比如，由于我国企业参与到市场竞争中，国外巨头一款产品的价格目前已比 15 年前下降了 50%多。但我国是不能称为 UHMWPE 纤维强国。 无论是生产技术还是生产设备都与世界先进水平存在一定的差异， 国产 UHMWPE纤维的力学性能仅达到发达国家同类产品的中等水平；且纤维的纤度和强度的均匀率较差，在高端产品方面缺乏竞争力，国产 UHMWPE 纤维主要被用于制备绳索产品，而用于制备防弹头盔、防弹衣的高端 UHMWPE仍需依赖进口。因此目前国内 UHMWPE 纤维企业正加速研发，建设高端产能，以同益中为代表，公司产品已应用于我国单兵装备、 航空航天、 海洋工程、 舰艇缆绳等关键领域， 成功实现了进

331、口替代。 并且公司于 2021 94 中航证券研究所发布中航证券研究所发布 证券研究报告证券研究报告 请务必阅读正文之后的免责声明部分请务必阅读正文之后的免责声明部分 军工材料报告：异“材”秀出千林表 年成功上市，其募集资金将主要用于扩充产能规模，将建设年产 4060 吨纤维产业化项目(二期)、防弹无纬布及制品项目。 伴随着资本和产业的有效结合， 我国高端 UHMWPE 纤维规模的扩张， 国产超高分子量聚乙烯纤维行业正在开启新发展阶段。 3.53.5、小结、小结 超高分子量聚乙烯纤维是目前世界上比强度和比模量最高的纤维， 具有超高强度、 超高模量、 低密度、耐磨损、耐低温、耐紫外线、抗屏蔽、柔

332、韧性好、冲击能量吸收高及耐强酸、强碱、化学腐蚀等众多的优异性能，被广泛应用于军事装备、海洋产业、安全防护、体育器械等领域。 UHMWPE 纤维是防弹装备的首选材料， 正在替代芳纶纤维， 同时随着技术的不断进步， UHMWPE 纤维未来在航空航天、国防装备的应用将不断拓展。从国际方面来看，UHMWPE 纤维 70%用于防弹衣、防弹头盔、军用设施和设备的防弹装甲、航空航天等军事领域，而目前我国军用占比仍然很低，未来需求修复有望带动高端军用 UHMWPE 纤维的快速增长，同时随着国内 UHMWPE 纤维性能的提升，国产替代也将带动行业增速上行。国内厂商重点关注同益中（688722） 。 95 中航证

333、券研究所发布中航证券研究所发布 证券研究报告证券研究报告 请务必阅读正文之后的免责声明部分请务必阅读正文之后的免责声明部分 军工材料报告：异“材”秀出千林表 四、其他重点结构及功能材料篇四、其他重点结构及功能材料篇 对于一些具有优异功能的先进材料，往往并没有办法以具体某种成分，类别属性进行区分，因此本篇重点介绍一些应用前景较好的重点结构及功能材料，如隐身材料、先进陶瓷材料等。 1 1、隐身材料、隐身材料武器装备隐身的物质基础武器装备隐身的物质基础 1.11.1、隐身材料是军工装备隐身技术发展过程中的核心环节、隐身材料是军工装备隐身技术发展过程中的核心环节 隐身技术隐身技术是在一定的探测环境中，

334、通过缩减、控制目标的各种特征信号，降低其可探测性，使其难以被发现、 跟踪、 识别和攻击的综合性技术。 隐身技术能有效地提高武器装备的生存、 突防能力和作战效能。武器装备的隐身能力可以通过外形设计外形设计、使用隐身材料隐身材料以及电子干扰电子干扰等手段来实现。外形设计是通过武器装备的外形设计尽量降低其雷达散射截面，但因受到战术技术指标和环境条件的限制，进行理想设计有相当大的难度，因此隐身材料成为隐身技术的重要技术途径，隐身材料的研制和应用也成为评价一个国家隐隐身材料的研制和应用也成为评价一个国家隐身技术先进性的主要指标身技术先进性的主要指标。 图表 143：超材料隐身结构 图表 144：美国 F

335、117 隐形飞机 资料来源：腾讯网，中航证券研究所 资料来源：搜狐网，中航证券研究所 隐身材料的功能或者分类主要针对探测技术而言，可分为雷达隐身雷达隐身、红外隐身红外隐身、可见光隐身可见光隐身、激光隐激光隐身、声隐身、磁隐身身、声隐身、磁隐身以及多频谱隐身多频谱隐身等。对于目前的主要作战装备而言，重点是雷达隐身雷达隐身和红外隐身。红外隐身。 雷达隐身材料雷达隐身材料 雷达隐身材料主要用于对抗雷达探测系统，通过吸收电磁波能量，降低回波强度实现雷达隐身。雷达隐身材料按照成型工艺分为涂覆型吸波材料和结构型吸波材料两类；按材料损耗机制，可分为磁介质型隐 96 中航证券研究所发布中航证券研究所发布 证券

336、研究报告证券研究报告 请务必阅读正文之后的免责声明部分请务必阅读正文之后的免责声明部分 军工材料报告：异“材”秀出千林表 身材料、电阻型隐身材料和电介质型隐身材料三类；按吸收原理，可分为干涉型吸波材料和吸收型吸波材料等。 图表 145：雷达隐身材料按照成型工艺分的两种吸波材料 分类分类 介绍介绍 涂覆型涂覆型 吸波材料吸波材料 以覆盖形式施加于目标表面，包括吸波涂料、贴片、泡沫、薄膜等，在飞行器上应用较多的为涂料和贴片。一般由粘结剂与金属、合金粉末、铁氧体、导电纤维等吸粘结剂与金属、合金粉末、铁氧体、导电纤维等吸收剂混合而成收剂混合而成，其作用机理是材料对入射电磁波实现有效吸收，将电磁波能量转

337、换为热能或其他形式的能量而耗散掉。 结构型结构型 吸波材料吸波材料 在先进复合材料的基础上， 将吸收剂分散在特种纤维增强的结构材料中而形成的复吸收剂分散在特种纤维增强的结构材料中而形成的复合材料合材料。结构型吸波材料作用机理是通过特殊的复合材料结构对雷达波进行损耗，同时，与吸波涂层相比，高温结构吸波材料集吸波、承载及防热于一体，不仅可以减轻飞行器自重， 而且允许设计厚度较大， 具有更好的吸波性能以及更高的可靠性，应用前景十分广阔。 资料来源： 隐身材料的现状及发展趋势 ，华秦科技招股说明书，中航证券研究所 红外隐身材料红外隐身材料 红外隐身材料以降低目标表面红外辐射特征为目的，使得红外成像探测

338、无法识别目标体。可通过两种途径，一种是改变物体的红外辐射特性，即控制物体表面的发射率；另一种是改变物体的红外辐射强度，即控制物体表面的温度。根据隐身原理不同，红外隐身材料可以分为低发射率红外隐身材料、控温材料和光谱转换材料三类。低发射率红外隐身材料通过抑制目标表面发射率实现红外隐身；控温材料主要通过降低目标表面的温度，从而降低红外辐射强度实现隐身；光谱转换材料主要是将目标 35m、814m 的红外辐射转移到大气红外窗口之外被大气吸收，从而实现隐身。对于飞行器来说，主要是红外低发射率材料。 图表 146：几种红外低发射率涂料配方与性能 成分成分 发射率发射率 其他其他 AlAl、CoCo、CoO

339、CoO、TiOTiO2 2、有机硅醇酸树脂等、有机硅醇酸树脂等 =0512 灰色，可见光伪装及一般物理性能好 AlAl、ZnSZnS、SbSb2 2S S、AlAl2 2O O3 3，有机颜料、有机，有机颜料、有机硅醇酸树脂等硅醇酸树脂等 =0520 蓝灰色，可见光伪装及一般物理性能好 AlAl、颜料、黄橄榄色醇酸漆、颜料、黄橄榄色醇酸漆 =06 橄榄色，一般物理性能好 AlAl、丁基橡胶、丁基橡胶/ /溶解的颜料溶解的颜料 =055 绿色，颜色可调范围较大 资料来源： 隐身材料的现状及发展趋势 ，中航证券研究所 多频谱隐身材料多频谱隐身材料 多频谱隐身材料是在多频段、多手段探测技术发展背景下

340、出现的新型隐身材料，顾名思义，多频谱隐身材料具有多重隐身功能或宽频段隐身功能，常见的有雷达雷达/ /红外兼容隐身红外兼容隐身、可见光可见光/ /红外兼容隐身材料红外兼容隐身材料。随着探测技术的发展，对多频段兼容隐身材料的需求越来越迫切。 97 中航证券研究所发布中航证券研究所发布 证券研究报告证券研究报告 请务必阅读正文之后的免责声明部分请务必阅读正文之后的免责声明部分 军工材料报告：异“材”秀出千林表 图表 147：两种主要多频谱隐身材料介绍 分类分类 介绍介绍 雷达/红外 兼容隐身材料 可分为单一型兼容隐身材料和复合型兼容隐身材料。单一型兼容隐身材料主要有导电聚合物、 掺杂氧化物半导体、

341、光子晶体和纳米材料几种，由于材料单一，隐身性能兼容性较差且提升空间小。复合型兼容隐身材料是将高性能的雷达吸波材料和红外隐身材料复合在一起，材料外表层为红外隐身层，底层为雷达吸波层。该种材料的优点是制备工艺简单，便于工程化实施；制备这种结构的雷达/红外兼容隐身材料的关键是在不影响底层雷达吸收层吸波性能的前提下，使表层红外隐身层尽可能获得最低的红外发射率。 红外/可见光 兼容隐身材料 可见光/红外兼容隐身材料通常由铝粉、着色颜料和有机粘结剂复合而成，或由掺杂的半导体材料制成。研究表明，在低发射率涂层中加入着色颜料可抑制低发射率金属粉末的高可见光反射率，降低明度和光泽度，同时保持其优异的红外高反射特

342、性，可形成与背景颜色相匹配的迷彩图案，满足可见光隐身和红外隐身的要求，是解决可见光/红外兼容的重要方法。 资料来源：华秦科技招股说明书，中航证券研究所 隐身材料技术及隐身武器装备的发展历程大概分为三个发展阶段：起步阶段（20 世纪 70 年代以前） 、发展阶段（20 世纪 70 年代至 80 年代）以及成熟阶段（20 世纪 90 年代至今） 。隐身技术与隐身材料的研究始于德国，发展在美国，并扩展到英国、法国、俄罗斯等军事先进国家。由于各种新型探测系统和精确制导武器的相继问世，隐身兵器的重要性与日俱增，以美国为首的各军事强国都在积极进行研究并取得了突破性进展。 图表 148：隐身材料技术及隐身武

343、器装备的三个发展阶段 资料来源：华秦科技招股说明书，中航证券研究所 98 中航证券研究所发布中航证券研究所发布 证券研究报告证券研究报告 请务必阅读正文之后的免责声明部分请务必阅读正文之后的免责声明部分 军工材料报告：异“材”秀出千林表 世界军事强国的武器装备隐身化呈现出从部分隐身到全隐身、从单一功能隐身到多功能隐身、从少数武器装备隐身到实现多数主战兵器装备隐身的循序渐进的发展趋势，且隐身技术正向“多频谱、全方位、且隐身技术正向“多频谱、全方位、全天候、智能化”的方向发展全天候、智能化”的方向发展。目前隐身材料技术已经广泛应用在国防军工的各个装备领域。 1.1.11.1.1、航空领域：隐身材料

344、是新一代战斗机隐身性能的物质基础、航空领域：隐身材料是新一代战斗机隐身性能的物质基础 战斗机隐身化是当今战场电磁对抗的主流方向之一，尤其是隐身性能是新一代作战飞机的重要标志。这也大幅增加了目前全球新型战机建设中对隐身材料的需求。空中隐身作战已成为夺取制空权的重要手段。飞机的隐身性能对雷达和整个武器系统作战效能产生了致命影响。美国属于隐身技术发展相对领先的国家，典型代表包括 F-117A 隐身攻击战斗机、F-22 战斗机、F-35 战斗机以及 B-2 隐身战略轰炸机。 图表 149：典型飞机隐身材料的应用情况 武器装备武器装备 隐身材料种类隐身材料种类 形式形式 详细信息详细信息 F F- -2

345、222 战斗机战斗机 F F- -3535 战斗机战斗机 雷达吸波材料 结构材料 ECCOSORBGDS 材料被用在猛禽战斗机的几个电子战模块上，以抑制腔谐振。联合打击战斗机 F-35 也应用了这种材料。 B B- -2 2 隐身隐身 战略轰炸机战略轰炸机 雷达吸波材料 吸波贴片 B-2 轰炸机在机体表面粘贴用 RAM（微波吸收材料）制成的电波吸收外皮，可以使雷达波衰减。为应对不同的雷达波，可以把几种电波吸收材料双层使用， B-2 使用了四层 RAM； 在机体表面外皮的接头和间隙上粘贴铁氧体系 RAM 电波吸收带（MGRAM）。使用该电波吸收带时，由于机体表面没有间隙，可以减少机体总体的雷达反

346、射截面积（RCS）。 F F- -2222 战斗机战斗机 雷达吸波材料 红外隐身材料 涂料 在 F-22 上使用了包括 RAM、RAS、IR 在内的数种特别的涂层材料。其中，RAS 用来防止雷达波从尖锐缘扩散，RAM 用来防止雷达波从级差、突起物上扩散。F-22 空气进口前缘端部利用组合复合材料和 RAM 制造， 可以使直接射入的雷达波衰减；在发动机排气喷管的叶片上可以使用耐高温排气的耐热性陶瓷 RAM，使雷达波衰减；对于太阳照射产生的热和在超声速区域的空气摩擦热，F-22可以利用在机体外板上涂布的红外线辐射涂层将其变换为红外导引头不能探测的波长释放。 E2C/E2DE2C/E2D “鹰眼”预

347、警机“鹰眼”预警机 雷达吸波材料 结构材料 E2C/E2D“鹰眼”预警机的前端，后部，端口和右舷天线中的几个配备了 ECCOSORBAN/CERSEL 和定制设计的 ECCOSORBFLJ 微波吸收器，以减少金属部件的内部反射。 资料来源： 国外典型武器装备隐身材料应用情况 ，中航证券研究所 隐身飞机除了对机体有隐身要求外，对发动机更是提出了较高的隐身指标要求。隐身飞机除了对机体有隐身要求外，对发动机更是提出了较高的隐身指标要求。而发动机后腔体及其内部件和边缘等产生的雷达散射信号、后腔体及其热端部件和尾喷流等产生的红外辐射信号占整个飞机尾 99 中航证券研究所发布中航证券研究所发布 证券研究报

348、告证券研究报告 请务必阅读正文之后的免责声明部分请务必阅读正文之后的免责声明部分 军工材料报告：异“材”秀出千林表 部方向特征信号的 95%以上。如果发动机不能实现后向的隐身，则隐身飞机无法实现全方位的隐身，其作战能力将大幅降低，因此，除了设计方面的隐身技术外，发动机隐身材料的应用也十分重要。F119（F22 战斗机发动机）和 F135（F35 战斗机发动机）发动机采用了大量的隐身涂层，如红外隐身涂层、雷达吸波涂层等。隐身材料的应用可以在不改变结构设计的前提下降低红外辐射和 RCS，但发动机高温、高气流冲刷和振动等环境使隐身涂层材料研制和应用产生困难。 图表 150：航空发动机隐身材料的应用

349、资料来源： 航空发动机隐身技术分析与论述 ，中航证券研究所 1.1.21.1.2、航天领域：隐身材料的应用可提高导弹突防能力、航天领域：隐身材料的应用可提高导弹突防能力 随着遥感探测技术和制导技术的飞速发展，导弹的突防受到了越来越严重的威胁。为了有效地提高导弹的生存能力和突防能力，以美国为首的各军事强国都在积极研究隐身技术，并取得了突破性进展，相继研制出了各种类型的隐身导弹，其中隐身材料也得到了大量应用。导弹采用隐身技术后，其效能显著，主要表现为：一是导弹的 RCS 显著减小。二是导弹突防能力得以提高，守方的防御难度增大。三是导弹进攻效费比大大提高。四是可显著提高电子战作战效能。目前，国外还在

350、不断研究新的导弹吸波材料，如手性吸波涂料、纳米吸波材料、导电高聚物吸波材料、多晶铁纤维吸波材料、耐高温吸波材料、智能型吸波材料等。 图表 151：典型导弹隐身材料的应用情况 武器装备武器装备 隐身材料种类隐身材料种类 形式形式 详细信息详细信息 “爱国者”“爱国者” 防空导弹防空导弹 雷达吸波材料 结构材料 “ 爱 国 者 ” 导 弹 特 殊 万 向 节 组 合 件 使 用ECCOSORBAN/CEREAL 材料来防止导弹内的后向散射。 3M253M25“流星”“流星” 高超音速高超音速 战略巡航导弹战略巡航导弹 等离子体吸波系统 等离子发生装置 3M25 的等离子隐身系统是一种电子束发射装置

351、，装在进气道附近，在遇到威胁时产生等离子，吸收雷达波。等离子的电力由导弹发动机供应。 100 中航证券研究所发布中航证券研究所发布 证券研究报告证券研究报告 请务必阅读正文之后的免责声明部分请务必阅读正文之后的免责声明部分 军工材料报告：异“材”秀出千林表 KhKh- -555555 低可探测性战略低可探测性战略 空射巡航导弹空射巡航导弹 KhKh- -101101 隐身巡航导弹隐身巡航导弹 雷达吸波材料 结构/涂层 Kh-555 导弹采用先进的复合材料制作弹体，使用了雷达吸波涂层和吸波材料等新的隐形技术，雷达反射截面积只有 0.01 平方米； Kh-101 具有新设计的外形和雷达吸波材料覆盖

352、，使雷达更困难发现它。 资料来源： 国外典型武器装备隐身材料应用情况 ，中航证券研究所 隐身卫星或成为未来太空对抗中的重要技术方向。隐身卫星或成为未来太空对抗中的重要技术方向。随着卫星技术迅猛发展，在轨卫星数量剧增，对于军事战略而言，太空已成为新的战场，与制海权、制空权一样，制天权已成为目前发达国家军事战略中的重要组成部分。欧美等发达国家的太空发展计划中，防御性对抗在整个攻防体系中发挥着重要作用，具有隐身功能的卫星已经成为防御性对抗的重要组成部分。随着针对太空目标的探测识别和监视技术的不断发展，卫星的安全和生存能力将面临严峻的挑战，为了降低在轨卫星的可探测性，增强对敌方探测和监视系统的抵御能力

353、，迫切需要在卫星上应用隐身技术。而这也将带动卫星隐身材料的研究与应用。 相比较其他武器装备，卫星隐身材料的要求更高。卫星在轨飞行过程中，暴露在紫外线辐射以及高真空度的极端环境下，要求隐身材料具备较强的耐空间环境能力。同时对隐身材料工作温度提出了较为严苛的要求。此外，由于任务需求，要求隐身卫星具备长时间在轨潜伏的能力，且卫星上隐身材料的修补或更换等工作极难展开，因而对卫星隐身材料提出了长寿命的需求。 1.1.31.1.3、船舶军舰：隐身材料已经成为了提高舰艇隐身水平的关键、船舶军舰：隐身材料已经成为了提高舰艇隐身水平的关键 随着现代探测设备、核武器设备的发展，舰艇被命中的概率越来越大，其生存能力

354、和作战效能受到严重的威胁。为了加强水面舰艇的生存能力，舰艇隐身技术成为国外军舰防护技术发展的主流，各国均在加紧发展舰艇的隐身技术，以降低被发现和命中的几率，隐身材料已经成为了提高舰艇隐身水平的关键，受到了各国的广泛关注。目前各国现役和在研的水面战斗舰艇在雷达隐身技术方面的运用和突破，可大致将各国舰艇由低到高划分为三级，即“次隐身舰” 、 “准隐身舰”和“隐身舰” 。 “次隐身舰” 最大的技术标志是开始注重隐身外形隐身技术的运用， 代表舰有美国海军 “阿利 伯克”级驱逐舰； “准隐身舰”在对平台采用外形隐身的同时，重点针对舰面设备开展了精细化的雷达波隐身设计，部分舰艇还运用了雷达波隐身材料。代表

355、舰有德国 F-123 型护卫舰和法国“拉菲特”护卫舰等，其中“拉菲特”护卫舰采用的吸波材料为木材和玻璃纤维复合材料，硬度与钢材相当，但质轻、耐火； “隐身舰”则运用了射频集成技术，常规水面舰艇上的各类天线等构件对全舰 RCS 的贡献程度占比近40%， 而由于功能性要求， 各类天线的隐身整形和综合集成的技术难度相当大， 目前该类舰船现役的只有三型，即瑞典的“维斯比”轻型护卫舰、美国的 LPD-17 型两栖舰和 DDG1000 驱逐舰，其中 LPD-17 型两栖舰 101 中航证券研究所发布中航证券研究所发布 证券研究报告证券研究报告 请务必阅读正文之后的免责声明部分请务必阅读正文之后的免责声明部

356、分 军工材料报告：异“材”秀出千林表 采用的综合集成桅杆其结构由先进的复合材料构成，表面采用了在复合层板内嵌入具有选频透波功能的滤波材料。 图表 152：美国朱姆沃尔特级 DDG1000 驱逐舰 图表 153：瑞典“维斯比”轻型护卫舰 资料来源：搜狐网，中航证券研究所 资料来源：搜狐网，中航证券研究所 图表 154：典型舰艇隐身材料的应用情况 武器装备武器装备 隐身材料种类隐身材料种类 形式形式 详细信息详细信息 朱姆沃尔特级朱姆沃尔特级 （DDGDDG- -10001000） 驱逐舰驱逐舰 雷达吸波材料 结构材料 ECCOSORBBSR 目前正在被评估能否用于双频雷达 系 统 的 发 射 /

357、 接 收 模 块 区 域 。ECCOSORBMCS/SS6M 用在多功能桅杆 （MFM） 处应用。 “什瓦利克”号“什瓦利克”号 隐形护卫舰隐形护卫舰 雷达吸波材料 结构材料 “什瓦利克”号浅灰色涂装的舰艇糅合法国和俄罗斯的隐形设计思想，采用平滑外表面，精心设计上层建筑，并选择吸波复合材料减小雷达反射面。 资料来源： 国外典型武器装备隐身材料应用情况 ，中航证券研究所 1.21.2、工艺种类多，行业壁垒高、工艺种类多，行业壁垒高 隐身材料是具有隐身功能材料的一种统称，产业链上游主要是相关原材料，如靶材、粉体、树脂、纤维、合金及试剂等，中游为隐身材料的制备商，下游为具体的应用领域，主要还是国防军

358、工的武器装备方面。 102 中航证券研究所发布中航证券研究所发布 证券研究报告证券研究报告 请务必阅读正文之后的免责声明部分请务必阅读正文之后的免责声明部分 军工材料报告：异“材”秀出千林表 图表 155：隐身涂层材料的主要工艺 资料来源：中航证券研究所 不同隐身材料工艺也大不相同。从两种主要成型工艺的隐身材料（隐身涂层材料和结构隐身材料）来看：隐身涂层材料隐身涂层材料的主要工艺包括物理涂覆、化学镀、物理气相沉积、热喷涂和溶胶凝胶技术等。 图表 156：隐身涂层材料的主要工艺 名称名称 制备方法简述制备方法简述 物理涂覆法 采用涂覆烘干（烧结）法制备吸波涂层，通常是在吸波剂微粒或短纤维中加入适

359、量的分散剂和粘结剂，并使微粒或短纤维均匀分散，得到具有一定粘度的浆料，然后将浆料刷涂在基材表面， 其表面形成一层涂层后取出， 在一定温度下烘干或烧结，如此反复数次，形成厚度可控的吸波涂层。该方法具有工艺简单、涂层致密、涂层厚度可控制的优点。 化学镀法 化学镀法是在无电流通过时借助还原剂在同一溶液中发生氧化还原反应， 从而使金属离子还原沉积在零件表面上的一种镀覆方法。 化学镀工艺适用于大多数无机粉末和纤维芯材，如空心微珠、石墨、碳化硅晶须等。 物理气相沉积法 物理气相沉积技术是指在真空条件下， 采用物理方法， 将材料源固体或液体表面气化成气态原子、分子或部分电离成离子，并通过低压气体（或等离子体

360、）过程，在基体表面沉积具有某种特殊功能的薄膜的技术。 物理气相沉积的主要方法有， 真空蒸镀、溅射镀膜、电弧等离子体镀、离子镀膜，及分子束外延等。物理气相沉积技术不仅可沉积金属膜、 合金膜、还可以沉积化合物、陶瓷、 半导体、 聚合物膜等。 热喷涂法 热喷涂法是利用某种热源将涂层材料加热到熔融或半熔融状态， 同时借助焰流或高速气体将其雾化， 并推动这些雾化后的粒子喷射到基体表面， 沉积成具有某种功能的涂层技术。 由于在喷涂过程中粒子沉积到基体时具有较高的动能及热能使得基体和粒子之间或粒子之间形成良好的结合， 并且涂层的厚度可控。 此外无机陶瓷粉末喷涂的涂层具有较高的抗高温性能。 溶胶凝胶法 溶胶凝

361、胶法是近些年发展起来的用于制备纳米材料的一种新工艺。 它是将金属有机或无机化合物经溶液制得溶胶；溶胶在一定的条件下（如加热）脱水时，具有流动性的溶胶逐渐变粘稠，成为略显弹性的固体凝胶；再将凝胶干燥、焙烧得到纳米级产物。溶胶凝胶法的优点是：反应条件温和，两相分散均匀；通过控制反应条件和各组分的比率，可对复合材料的电磁参数进行调整；合成材料的均匀度、纯度高（均匀性可达分子或原子水平） ；工艺简单，不需要昂贵的设备。 资料来源：华秦科技招股说明书，中航证券研究所 103 中航证券研究所发布中航证券研究所发布 证券研究报告证券研究报告 请务必阅读正文之后的免责声明部分请务必阅读正文之后的免责声明部分

362、军工材料报告：异“材”秀出千林表 图表 157：隐身涂层材料的简要工艺流程 资料来源：华秦科技招股说明书，中航证券研究所 结构隐身材料结构隐身材料相当于将一些隐身吸收剂分散在一些纤维增强的复材中，形成新的隐身复合材料，因此工艺基本与纤维增强复合材料相同，可以分为树脂基结构隐身材料和陶瓷基结构隐身材料等，其中树脂基结构雷达隐身材料的研究比较成熟，应用较为广泛。树脂基结构雷达隐身材料制备的技术路线主要包括下述几类： 图表 158：树脂基结构雷达隐身材料制备的技术路线 名称名称 制备方法简述制备方法简述 热压法 将板坯按铺层要求铺放于模具上， 之后对模具内的板坯进行加热加压操作， 以制成具有一定机械

363、强度和性能的板材的工艺过程。 热压罐成型技术 将预浸料按铺层要求铺放于模具上， 之后将其密封在真空袋中后放入热压罐中， 经过热压罐设备加温、加压后，完成材料固化反应，使预浸料坯件成为满足所需形状和质量要求的构件。 真空辅助 RTM 成型技术 采用真空辅助使得低粘度树脂在闭合模具中流动， 浸润增强材料并固化成型。 树脂和固化剂按配比输出并混合均匀， 然后在真空辅助下， 将混合后的液体注入已合理铺放好纤维增强体的闭合模具中， 模具通过真空对周边进行密封和合模， 并保证树脂流动顺畅，然后进行固化。 拉挤成型技术 将浸透树脂液的连续无捻粗纱、毡、带或布等增强材料，在牵引力的作用下，通过模具加热挤拉成型

364、、固化，连续不断地生产长度不限的复合材料 资料来源：华秦科技招股说明书，中航证券研究所 104 中航证券研究所发布中航证券研究所发布 证券研究报告证券研究报告 请务必阅读正文之后的免责声明部分请务必阅读正文之后的免责声明部分 军工材料报告：异“材”秀出千林表 图表 159：结构隐身材料的简要工艺流程 资料来源：华秦科技招股说明书，中航证券研究所 行业进入壁垒较高，行业集中度较高。行业进入壁垒较高，行业集中度较高。由于隐身材料的性能和质量在相当大的程度上决定着武器装备关键构件的使用性能和服役周期，因此相关武器装备对于隐身材料的性能、质量的要求非常高，目前国内仅有少数企业能够进行高性能、实战化隐身

365、材料的研制生产。一般企业进入该行业存在较大的壁垒，新进入者从进入本行业到具备一定竞争力的周期较长。 下游客户的供应商选择具有稳定性、排他性。下游客户的供应商选择具有稳定性、排他性。隐身材料主要应该于各型先进武器装备，技术实现难度较大，某些特殊场合的应用还要满足更为苛刻的要求，如高温、高压或耐腐蚀等极端恶劣条件，产品的性能稳定性和质量可靠性是客户优先考虑的重要因素，因此在材料实现定型批产，客户选定供应商后，一般不会轻易更换。若隐身材料研制生产企业提供的产品能持续符合客户的质量及技术要求标准，下游客户将与其形成长期稳定的合作关系，且具有一定的排他性。 隐身材料研发周期长，具有定制化特征。隐身材料研

366、发周期长，具有定制化特征。近年来，隐身能力已成为衡量现代武器装备性能的重要指标之一，为保障型号装备特别是预研、在研装备的性能，下游客户一般要求隐身材料生产企业配合其进行同步研发，从研发设计、首件试制到产品定型批量生产的周期较长，而最终能否实现定型批产不仅取决于供应商自身研制进展，亦取决于下游客户应用装备的定型批产。此外，由于隐身材料应用武器装备部位及种类不断增加， 下游型号众多、 产品需求各异， 每种型号的产品在材料、 规格、 性能方面均具有特殊性要求，客户的定制化需求较多，因此产品具有定制化特征。 1.31.3、装备隐身材料深度广度不断提升，促进市场规模的快速提升、装备隐身材料深度广度不断提

367、升，促进市场规模的快速提升 随着武器装备侦查手段以及现代电子战的快速发展，新型武器装备对应的雷达、红外隐身等技术也将得到大范围的发展应用，从深度广度都将有快速的提升。 105 中航证券研究所发布中航证券研究所发布 证券研究报告证券研究报告 请务必阅读正文之后的免责声明部分请务必阅读正文之后的免责声明部分 军工材料报告：异“材”秀出千林表 隐身材料单装应用深度不断提升。隐身材料单装应用深度不断提升。最早的 F22 的隐身涂层，到隐身贴片，再到目前广泛使用的结构隐身材料，隐身超材料等，武器装备的隐身手段不断增加，尤其是结构隐身材料，由于隐身-承载一体化的优异性能而备受关注，成为很多急需减重和隐身装

368、备的重要候选材料，那么随着深入到飞机的结构中，隐身材料的单机占比就会不断提升， 从最开始的隐身蒙皮， 到目前的隐身雷达罩、 卫星通讯天线、 鸭翼、 腹鳍、进气道腔体、进气道格栅、高强度玻璃化座舱等，根据光启技术披露的公告，其隐身超材料产品总重量占整机机体结构重量近 10%。 隐身材料应用广度不断扩大。隐身材料应用广度不断扩大。在目前雷达、红外等侦查技术的不断提升的环境下，隐身技术在武器装备的广泛应用已经不仅仅处于战术打击层面，已经成为现代战争规避侦查，提高作战效能的必要技术，也因此，隐身材料从最早的战斗机、轰炸机的应用，到目前隐身导弹、隐身战舰、隐身无人机、隐身坦克等多种武器装备的应用，大幅拓

369、宽了隐身材料的应用场景。民用方面，隐身材料也有着较好的应用前景，比如隐形涂料在汽车中使用以防止紫外线辐射；用于制造一种容器来遮挡住核磁共振仪干扰；用于制作一个隐形罩防止有建筑物遮挡住手机等电子设备的信号等等。 随着我国新装备定性批产，市场应随着我国新装备定性批产，市场应用规模快速提升。用规模快速提升。从全球隐身材料的市场规模来看，据统计，2017年全球隐身超材料在武器装备中的应用市场规模大约在 1.3 亿美元。到 2025 年，这一规模有望达到 11.7亿美元左右，年均复合增长率在 30%以上。根据 Global Market Insights Inc.的研究报告，到 2026 年，隐形涂料市

370、场规模预计将超过 8.34 亿美元，其中航空航天和国防产品（例如军用飞机，导弹，武器和潜艇）的消费将强劲推动对隐形涂料的需求。对于我国来讲，随着新型武器装备的批产，将带动隐身材料需求应用的快速增长。从光启技术以及华秦科技两家公司披露的数据来看，两家公司隐身材料相关业务都得到了快速增长，光启技术 2019-2020 年的增速分别为 63%、86%。而华秦科技这两年的增速达到了 169%和231%。 106 中航证券研究所发布中航证券研究所发布 证券研究报告证券研究报告 请务必阅读正文之后的免责声明部分请务必阅读正文之后的免责声明部分 军工材料报告：异“材”秀出千林表 图表 160：2018-20

371、20 年光启技术、华秦科技两家公司隐身材料业务收入快速增长 资料来源：wind，中航证券研究所 1.41.4、商业化处于初期，军用需求加大促进扩产、商业化处于初期，军用需求加大促进扩产 国外相关的隐身材料起步早，由于隐身材料技术涉及重大军事材料的研制，国外在该项技术方面对我国实行严密的封锁，因此国外的隐身材料企业不会对国内形成直接竞争。但值得注意的是，国外常规化吸国外常规化吸波涂料、吸波贴片已经形成系列化、商品化波涂料、吸波贴片已经形成系列化、商品化，其中以莱尔德的 ECCOSORB系列产品为典型代表。如ECCOSORBFGM 系列宽频带吸收贴片材料以及 CR 系列吸波涂层等。同时以美国为代表

372、，已经形成了如莱尔德、康明微博、ARC 技术等具有一定技术的隐身材料公司。 图表 161：国外一些主要雷达隐身材料公司 公司公司 简介简介 莱尔德莱尔德 （Laird TechnologiesLaird Technologies） 莱尔德科技是为电信、数据通讯、计算机、电子产品、航空、国防、汽车和医疗设备行业提供电磁干扰(EMI)屏蔽材料、远程信息、热管理产品及天线解决方案的全球领先设计商和制造商。 ARCARC 技术公司技术公司 美国最大的微波和射频吸波材料供应商，专注于可定制军事、航空航天和工业领域应用的射频/电磁干扰吸波复合材料的研发、生产及销售。 MASTMAST 技术技术 美国为数不

373、多的军用先进材料的小型企业之一。MAST 系列材料可在一些最具挑战性的军事环境中减少雷达截面、热保护或导电性。公司材料可经受住飞机燃油的浸泡，耐腐蚀以及超音速飞行。 康明微波康明微波 （Cuming MicrowaveCuming Microwave） 公司在射频电磁干扰、 雷达横截面减小和消声室市场的创新微波吸收器技术和材料方面处于领先地位。产品用于航空航天、电子和国防工业的电介质、人造电介质、天线罩、射频吸收器等。 资料来源：公司官网，中航证券研究所整理 107 中航证券研究所发布中航证券研究所发布 证券研究报告证券研究报告 请务必阅读正文之后的免责声明部分请务必阅读正文之后的免责声明部分

374、 军工材料报告：异“材”秀出千林表 相较于国外，国内方面商业化进程仍处于发展初期，目前开展研究的包括各大军工集团下属研究院以及各大高校等，由于隐身材料本身技术路线多样、保密严格等原因，目前公开的隐身材料公司并不多，虽然都是应用在武器装备上的隐身材料，但由于应用的工艺类型、应用的装备型号的不同等，并没有强烈的直接竞争。具体的公司主要有华秦科技、光启技术以及佳驰电子等。 图表 162：主要国内相关隐身材料企业 公司名称公司名称 简介简介 20202020 年年收入收入 20202020 年年净利润净利润 光启技术 （002625） 主要是子公司光启尖端从事超材料前沿技术研究及尖端装备超材料方案提供

375、和产品生产，其主要产品包括：超材料功能结构、超材料高性能电磁罩以及超材料高性能天线等。 6.37 元 1.63 元 华秦科技 （688281） 主要从事特种功能材料，包括隐身材料、伪装材料及防护材料，产品主要应用于我国重大国防武器装备如飞机、主战坦克、舰船、导弹等的隐身、重要地面军事目标的伪装和各类装备部件的表面防护。 4.14 元 1.55 元 成都 佳驰电子 主要从事电磁辐射功能材料与结构的设计、测试、分析及制造，主要产品为吸波贴片、吸波胶板、功能涂层、吸波泡沫、吸波蜂窝、吸波负载、磁性基板等，产品属于常温隐身材料。 - - 康泰威 新劲刚子公司，主要从事军工新材料业务，产品包括热喷涂材料

376、、电磁吸波材料、 结构吸波功能材料制品、 防腐导静电材料、ZnS 光学材料等。目前热喷涂材料、电磁吸波材料、防腐导静电材料均已实现小批量产。ZnS 光学材料及结构吸波功能材料制品尚处于研发验证阶段。 - - 资料来源：wind，中航证券研究所 先进装备隐身材料需求旺盛，隐身材料公司相继扩产。先进装备隐身材料需求旺盛，隐身材料公司相继扩产。光启技术子公司光启尖端 2020 年，完成了深圳生产厂房的扩建工程，产能由 4000 公斤/年增加至 8000 公斤/年，同时，公司积极推进募投项目（顺德产业基地项目 “709 基地” ） 生产基地建设， 2021 正式投产， 为公司新增产能 4 万公斤/年；

377、 华秦科技方面，2022 年 3 月成功上市，用募集资金的 6.8 亿元投入到特种功能材料产业化项目，对现有生产线进行改造升级，扩大隐身材料、伪装材料及防护材料的生产能力。 1.51.5、小结、小结 隐身材料是具有隐身功能材料的一种统称，产品形态主要可分为涂层材料和结构材料两种，下游具体应主要是国防军工领域。随着武器装备侦查手段以及现代电子战的快速发展，新型武器装备对应的雷达、红外隐身材料应用无论是从深度还是广度都有所提升。 目前我国在隐身材料方面的技术已经达到了世界前列，但整体的商业化进程仍处于初期，随着新型武器装备的批产，将带动隐身材料需求应用，尤其是新型号装备的加速列装，隐身材料的单装占

378、比有望不断提升， 不断促进隐身材料公司业绩的快速增长。 国内厂商重点关注华秦科技 （688281） 、 光启技术 （002625） 。 108 中航证券研究所发布中航证券研究所发布 证券研究报告证券研究报告 请务必阅读正文之后的免责声明部分请务必阅读正文之后的免责声明部分 军工材料报告：异“材”秀出千林表 2 2、陶瓷材料、陶瓷材料军工结构和电子信息的关键材料军工结构和电子信息的关键材料 2.12.1、陶瓷材料是无机非金属材料的重要成员，军、陶瓷材料是无机非金属材料的重要成员，军工应用主要集中在结构材及电子器件方面工应用主要集中在结构材及电子器件方面 陶瓷材料是指用天然或合成化合物经过成形和高

379、温烧结制成的一类无机非金属材料。它是继金属材料，非金属材料之后人们所关注的无机非金属材料中最重要的材料之一。具有性能稳定、强度高、硬度高、耐高温、耐腐蚀、耐酸碱、耐磨损、抗氧化等优点。缺点是易碎性，但在不断改性的过程中，已经得到很大的改善。 图表 163：飞机制动系统碳陶瓷刹车盘 图表 164：陶瓷基复材制造的涡轮外环转子叶片 料来源：搜狐网，中航证券研究所 资料来源：成都航宇，中航证券研究所 图表 165：陶瓷材料的主要特性 材料特性材料特性 介绍介绍 力学特性力学特性 陶瓷材料是工程材料中刚度最好、硬度最高的材料，其硬度大多在 1500HV 以上。陶瓷的抗压强度较高，但抗拉强度较低，塑性和

380、韧性很差。 热特性热特性 陶瓷材料一般具有高的熔点（大多在 2000以上） ，且在高温下具有极好的化学稳定性；陶瓷的导热性低于金属材料，陶瓷还是良好的隔热材料。同时陶瓷的线膨胀系数比金属低，当温度发生变化时，陶瓷具有良好的尺寸稳定性。 电特性电特性 大多数陶瓷具有良好的电绝缘性，因此大量用于制作各种电压（1kV-110kV）的绝缘器件。铁电陶瓷具有较高的介电常数，可用于制作电容器，铁电陶瓷在外电场的作用下，还能改变形状，将电能转换为机械能（具有压电材料的特性） ，可用作扩音机、电唱机、超声波仪、声纳、医疗用声谱仪等。少数陶瓷还具有半导体的特性，可作整流器。 化学特性化学特性 陶瓷材料在高温下不

381、易氧化，并对酸、碱、盐具有良好的抗腐蚀能力。 光学特性光学特性 陶瓷材料还有独特的光学性能，可用作固体激光器材料、光导纤维材料、光储存器等，透明陶瓷可用于高压钠灯管等。磁性陶瓷在录音磁带、唱片、变压器铁芯、大型计算机记忆元件方面的应用有着广泛的前途。 资料来源：中航证券研究所整理 109 中航证券研究所发布中航证券研究所发布 证券研究报告证券研究报告 请务必阅读正文之后的免责声明部分请务必阅读正文之后的免责声明部分 军工材料报告：异“材”秀出千林表 陶瓷材料广义上可分为传统陶瓷和特种陶瓷，传统陶瓷是指采用天然原料如长石、粘土和石英等烧结而成，是典型的硅酸盐材料，这类陶瓷广泛应用于生活器皿、建筑

382、等方面，属于低端陶瓷材料，因此我们这里讨论的陶瓷材料特指先进陶瓷，又叫精细陶瓷、特种陶瓷或新型陶瓷先进陶瓷，又叫精细陶瓷、特种陶瓷或新型陶瓷。 先进陶瓷材料按其性能及用途按其性能及用途可分为两大类：结构陶瓷结构陶瓷和功能陶瓷功能陶瓷。功能陶瓷在先进陶瓷中约占 70%的市场份额，其余为结构陶瓷。 结构陶瓷结构陶瓷优异的特性在于高强度、高硬度、高的弹性模量、耐高温、耐磨损、耐腐蚀、抗氧化、抗震性、高导热性能、低膨胀系数、质轻等特点，因而在很多领域逐渐取代昂贵的超高合金钢或被应用到金属材料所不可胜任的领域，如发动机气缸套、轴瓦、密封圈、陶瓷切削刀具等。结构陶瓷按其性能可大致分为四类大类：高温陶瓷、高

383、强陶瓷、超硬陶瓷和耐腐蚀陶瓷。 图表 166：结构陶瓷应用性能分类 种类种类 性能性能 应用应用 高温陶瓷高温陶瓷 800以上长期使用，超高温短期使用 窑炉器件、柴油机等发动机、航空航天、空间技术等 高强陶瓷高强陶瓷 高韧性、高强度、良好的抗冲击性 机床主轴轴承、密封环、模具等 超硬陶瓷超硬陶瓷 热稳定性、化学稳定性、弹性模量优良 高速磨削刀具、防弹装甲等 耐腐蚀陶瓷耐腐蚀陶瓷 优良的化学稳定性和耐冲刷性能 化工设备、舰船潜艇密封、金属液体防护、过滤陶瓷等 资料来源：新材料产业，中航证券研究所 功能陶瓷功能陶瓷是指在应用时主要利用其非力学性能的材料， 这类材料通常具有一种或多种功能。 如电、

384、磁、光、热、化学、生物等功能，以及耦合功能，如压电、压磁、热电、电光、声光、磁光等功能。功能陶瓷已在能源开发、空间技术、电子技术、传感技术、激光技术、光电子技术、红外技术、生物技术、环境科学等领域得到广泛应用，按照其应用功能可分为电子陶瓷、超导陶瓷、光学陶瓷、生物陶瓷、磁性陶瓷等多个种类。 图表 167：功能陶瓷应用性能分类 种类种类 性能性能 应用应用 电子陶瓷电子陶瓷 压电、光电、热释电、铁电、绝缘性 电子元器件、超高压绝缘子等 超导陶瓷超导陶瓷 超导特性、耐低温 超导光缆、空间、电子、生物等 光学陶瓷光学陶瓷 透波性能、透明性、荧光性 基板、天线罩、发光器、陶瓷传感器、激光器件等 生物陶

385、瓷生物陶瓷 与血液、器官良好的生物相容性 陶瓷关节、骨骼、牙齿等 磁性陶瓷磁性陶瓷 磁导率、矫顽力大、硬度高 微波器件、量子无线电等 储能陶瓷储能陶瓷 能量转换与存储特性 热、电、光、氢储能等 资料来源：新材料产业，中航证券研究所 110 中航证券研究所发布中航证券研究所发布 证券研究报告证券研究报告 请务必阅读正文之后的免责声明部分请务必阅读正文之后的免责声明部分 军工材料报告：异“材”秀出千林表 先进陶瓷材料按其化学成分按其化学成分又可分为氧化物陶瓷、非氧化物陶瓷氧化物陶瓷、非氧化物陶瓷。其中氧化物陶瓷又可分成氧化镁陶瓷、氧化铝陶瓷、氧化铍陶瓷、氧化锆陶瓷、氧化锡陶瓷、二氧化硅陶瓷、莫来石

386、陶瓷等。非氧化物陶瓷可分成碳化物陶瓷、氮化物陶瓷、硅化物陶瓷、硼化物陶瓷等。 按照参与陶瓷材料的化学合成相数量的不同，还可以分成单相陶瓷单相陶瓷和复合陶瓷复合陶瓷，复合陶瓷其实就是一种陶瓷做基体或且做增强相的复合材料。按基体与增强相的不同又可分为有陶瓷与金属陶瓷与金属复合材料，如特种无机纤维或晶须增强金属材料、金属陶瓷、复合粉料等；陶瓷与有机高分子材料陶瓷与有机高分子材料的复合材料，如特种无机纤维或晶须增强有机材料等；陶瓷与陶瓷陶瓷与陶瓷的复合材料，如特种无机纤维、晶须、颗粒、板晶等增韧补强陶瓷材料。 陶瓷基复合材料陶瓷基复合材料通过引入增强相可以极大的提升材料本身的韧性，解决陶瓷自有的高脆性

387、问题，同时保留陶瓷原本具有的高温耐磨等优良特性。目前这种陶瓷复合材料被广泛应用于航空航天、军工、机械、化工、电子技术等领域，是陶瓷家族中最具有发展前景的材料之一。 2.1.12.1.1、航空领域：可应用于航空发动机及飞机刹车盘、航空领域：可应用于航空发动机及飞机刹车盘 对于航空发动机来说，提高涡轮前燃气温度是提高发动机推力的主要技术途径，但是目前的涡轮前燃气温度已经逐步接近高温合金自身的熔点，温度上升空间很小，因此需要有替代材料。陶瓷基复合材料具有耐高温特性，可用于热端构件。研究表明陶瓷基复合材料可将涡轮前燃气温度在现有的基础上提高 300K以上。同时陶瓷基复合材料密度小，有利于发动机减重。

388、在新一代高性能发动机中， 陶瓷基复合材料得到应用。 如美国 F-119 发动机的矢量喷管内壁板、 F-414发动机的燃烧室均使用该材料， 改进了部件的热力和应力分析， 减少了冷却用空气量， 在民用发动机方面，罗罗公司 trent800 的扇形涡轮外环、我国 C919 的 LEAP-X 发动机涡轮导向器叶片、壳环也采用陶瓷基材料，其效果已经得到验证。2015 年，通用航空 GE 开始在新型发动机 LEAP 和 GE9X 上使用陶瓷基复合材料配件，包括在 LEAP 发动机上使用陶瓷基复合材料制的涡轮罩环，以及在下一代引擎GE9X 上使用陶瓷基复合材的涡轮喷嘴、燃烧室衬套。随着民用航空业对提高燃油效

389、率的不断追求，通用航空 GE 预计在今后十年陶瓷基复合材料在航空中的应用将增长十倍。 图表 168：航空发动机部件运用陶瓷基复合材料的研究与应情况 部件部件 研究研究/ /应用情况应用情况 尾喷管部件尾喷管部件 在 20 世纪 80 年代初，法国 Snecma 公司先后研制出碳化硅纤维增强的碳化硅陶瓷基复合材料，和碳纤维增强的碳化硅陶瓷基复合材料，先后在 M53-2 和 M88-2 发动机上进行试验，并于 1996 年批量生产，运用于 M88-2 发动机喷管外调节片； 燃烧室部件燃烧室部件 20 世纪 90 年代，GE 公司和 P&W 公司的 EPM 项目使用 SiCf/SiC 陶瓷基复合材料

390、制备燃烧室衬套，该衬套在 1200环境下工作可以超过一万小时； 法国 Snecma 公司研制的自愈合 SiC/SiC 燃烧室衬套已经通过 180h 的发动机测试； 111 中航证券研究所发布中航证券研究所发布 证券研究报告证券研究报告 请务必阅读正文之后的免责声明部分请务必阅读正文之后的免责声明部分 军工材料报告：异“材”秀出千林表 2003 年日本在下一代超声速运载器的推力系统 ESPR 计划中研制了自愈合 SiC/SiC 燃烧室内衬和隔热屏，有效减少了氮氧化物和二氧化碳的排放； 涡轮叶片涡轮叶片 2015 年 GE 航空公司通过 F414 涡扇发动机验证机的旋转低压涡轮叶片成功试验了世界上

391、首个非静子组件的轻质陶瓷基复合材料部件。 资料来源： 航空制造技术 ，中航证券研究所 可应用在飞机刹车盘材料。可应用在飞机刹车盘材料。上世纪七十年代和本世纪初，粉末冶金和碳/碳分别作为第一代和第二代刹车盘材料先后在中国军机上应用。上世纪 90 年代，飞机碳陶刹车技术在国际上刚刚兴起，各发达国家均纷纷投入巨资研制，碳陶刹车盘与上一代刹车盘相比，静摩擦系数提高 1-2 倍，湿态摩擦性能衰减降低60%以上，磨损率降低 50%以上，使用寿命提高 1-2 倍。生产周期降低 2/3，生产成本降低 1/3，能耗降低2/3，性价比提高 2-3 倍。价格也仅相当于国外同类产品的 50%-60%，是目前国际上发现

392、唯一能在 1500高温环境下， 各项物理性能不发生衰减的材料。 推广应用后， 每年可为中国民航客机节约成本 3 亿元左右。 2.1.22.1.2、航天领域：火箭壳体及发动机、导弹等热端优质材料、航天领域：火箭壳体及发动机、导弹等热端优质材料 用于火箭发动机热结构件：用于火箭发动机热结构件： 陶瓷基复合材料可用于火箭发动机中。 由于陶瓷基复合材料耐热冲击性高，对液体推进剂化学稳定性高，比金属材料耐高温，具有较高的抗蠕变性，是一种理想的液体火箭发动机热结构件材料。 图表 169：SiC/SiC 陶瓷复材整体推力室 图表 170：SiC/SiC 陶瓷复材喷管热试车 料来源：新材料在线，中航证券研究所

393、 资料来源：新材料在线，中航证券研究所 用于航天飞行器和导弹的热防护材料：用于航天飞行器和导弹的热防护材料：航天飞行器再入大气过程中，由于强烈的气动加热，飞行器的头锥和机翼前缘的温度高达 1650，热防护系统是航天飞行器的关键技术之一。第一代热防护系统的设计是采用放热-结构分开的思想，即冷却结构外部加放热系统。C/SiC 复合材料的发展，使飞行器的承载结构和放热一体化。尤其是哥伦比亚号热防护系统失效造成的机毁人亡事件后，使 C/SiC 陶瓷基复合材料更受关注。在热结构材料的构件中包括航天飞机和导弹的鼻锥、导翼、机翼和盖板等。 用于卫星反射镜用于卫星反射镜：卫星反射镜材料的性能要求是密度低、比刚

394、度大、热膨胀系数 CTE 低、高导热性以 112 中航证券研究所发布中航证券研究所发布 证券研究报告证券研究报告 请务必阅读正文之后的免责声明部分请务必阅读正文之后的免责声明部分 军工材料报告：异“材”秀出千林表 及适当的强度和硬度、可设计性等。玻璃反射镜和金属反射镜加工成大型轻型反射镜都有一定的局限性。因此，国内外都正在研究 C/SiC 复合材料反射镜，该复合材料密度较低，刚度高，在低温下热膨胀系数小及导热性能良好，热性能和力学性能都比较理想，而且可以得到极好的表面抛光，是一种十分理想的卫星反射镜基座材料。美国、俄罗斯、德国、加拿大等利用碳纤维增强碳化硅复合材料(Cf/SiC)制备出高性能反

395、射镜。 2.1.32.1.3、高性能陶瓷装甲：质轻、耐高温、硬度、高性能陶瓷装甲：质轻、耐高温、硬度高、耐摩擦等优点突出高、耐摩擦等优点突出 陶瓷材料及陶瓷基复合材料会被用在装甲中，如防弹衣、战机和装甲车的防护层等。 防弹衣主要由衣套和防弹层两部分组成，防弹层可吸收弹头或弹片的动能，对低速弹头或弹片有明显的防护效果，在控制一定的凹陷情况下可减轻对人体胸、腹部的伤害。和传统的材料如塑料和金属相比，特种陶瓷材料具有质轻、耐高温、硬度高、耐摩擦等优点，被广泛应用于抗击中等口径枪的轻质耐用防弹衣上。热压碳化硼和碳化硅陶瓷基复合材料可以用于制造坚固的抗击打的盔甲板。我国是世界上三大的防弹衣生产国，在国际

396、市场上，我国防弹衣价格大约 500 美元左右，而其他国家的防弹衣价格在 800 美元左右，在制造成本方面我国存在优势。 在飞机装甲方面，阿帕奇、小羚羊、超级美洲狮、超级眼镜蛇、黑鹰、奇努克和其他一些军用直升机均装配有包括陶瓷装甲座椅、陶瓷组件和陶瓷面板系统等部件在内的陶瓷装甲系统。据悉，美国陆军总共将为 634 架“阿帕奇”和“长弓-阿帕奇”直升机安装轻便的陶瓷装甲。此外，陶瓷基复合材料还应用在陆军的装甲战车上，如斯特瑞克中型装甲车。 2.1.42.1.4、信息化电子器件：军用陶瓷电容器需求旺盛、信息化电子器件：军用陶瓷电容器需求旺盛 电子陶瓷除了在民用领域被广泛应用，随着武器装备信息化的加速

397、，如陶瓷电容器这类电子陶瓷在军工领域的需求不断增大，尤其是片式多层瓷介电容器（MLCC，市占率超过 90%） ，而军用市场对电容器质量要求较高，中国军用陶瓷电容器市场规模常年保持 10%以上的增长。根据中国电子元件行业协会的测算，2019 年军用陶瓷电容器是场规模将达到 29.5 亿元。 113 中航证券研究所发布中航证券研究所发布 证券研究报告证券研究报告 请务必阅读正文之后的免责声明部分请务必阅读正文之后的免责声明部分 军工材料报告：异“材”秀出千林表 图表 171：军用陶瓷电容器的应用领域 资料来源：中航证券研究所整理 2.22.2、产业链中粉体制备是最核心的技术之一、产业链中粉体制备是

398、最核心的技术之一 先进陶瓷产业链上游主要为各种陶瓷粉体原料供应商， 如氧化铝、 氧化锆、 碳化硅、 氮化铝、 钛酸钡、氮化硼等，以及设备制造商、各种陶瓷助剂供应商等；中游为各种先进陶瓷零部件的加工与制造，下游为先进陶瓷产品的各种应用，包括航空航天、电子信息、通讯、生物医疗等。产业链中粉体制备是最核心的技术之一。高纯、超细、高性能陶瓷粉体制造技术是制约我国先进电子陶瓷产业发展的主要瓶颈。 图表 172：先进陶瓷材料产业链 资料来源：新材料在线，中航证券研究所 先进陶瓷所使用的粉末在先进陶瓷所使用的粉末在纯度和颗粒分布上都远高于普通陶瓷，传统的机械研磨方法难以适用。纯度和颗粒分布上都远高于普通陶瓷

399、，传统的机械研磨方法难以适用。先进陶瓷材料制备工艺分为粉体制备粉体制备、成型成型、烧结烧结和精加工精加工四个环节，每个环节又有多种不同的工艺方法。而 114 中航证券研究所发布中航证券研究所发布 证券研究报告证券研究报告 请务必阅读正文之后的免责声明部分请务必阅读正文之后的免责声明部分 军工材料报告：异“材”秀出千林表 且陶瓷材料的工艺还在不断进步中，无论是传统的流延成型技术、常压烧结，还是近一二十年兴起的注凝成型技术、放电等离子烧结技术，都在进行不断的技术升级。 先进陶瓷的粉体制备：先进陶瓷的粉体制备：先进陶瓷所使用的粉末在纯度和颗粒分布上都远高于普通陶瓷，传统的机械研磨方法难以适用。根据不

400、同的陶瓷使用不同的研磨设备，目前粉体的制备工艺以化学法为主，辅以少数物理方法。而粉体制备是陶瓷制备过程中最核心的技术。高纯、超细、高性能陶瓷粉体制造技术基本掌握在日本、美国等少数发达国家，是制约我国先进电子陶瓷产业发展的主要瓶颈。 图表 173：陶瓷材料粉体制备工艺情况 工艺工艺 优势优势 劣势劣势 适用对象适用对象 碳热还原法碳热还原法 利于自动化，可进行化学控制 耗能高，原料需要球磨，容易引入杂质，成本高 TiC、SiC 及其他非氧化物 气相反应法气相反应法 纯度高，无团聚，粒度均匀，简易，范围广 难以控制，局限于二元反应，产量低，成本高 氧化物、氮化物、碳化物 等离子体合成等离子体合成

401、能量利用率高，简易，产品比表面积高，原料来源丰富 能量阈值高，产品活泼易自燃，产量低，易团聚 氧化物、碳化物、氮化物 溶胶凝胶法溶胶凝胶法 低温合成，灵活控制，产物纯度高，合成多种粒径 化学试剂成本较高 氧化物、SiC 化学沉淀法化学沉淀法 制备原理简单，容易控制，可制备复合颗粒 需要过滤，洗涤和干燥等步骤，过程复杂 钛酸盐、氧化物 水热法水热法 产品晶化程度高、尺度小，纯度高，原料纯度要求低 需在高压下反应 氧化物、钛酸盐 资料来源：新材料在线，中航证券研究所 先进陶瓷成型工艺：先进陶瓷成型工艺：陶瓷成型工艺种类繁多，成型过程中常常加入少量有机物作为胶黏剂提高坯体强度和便于塑型，而胶黏剂在烧

402、结过程分解，容易留下气孔影响最终性能。 图表 174：陶瓷材料成型工艺情况 工艺工艺 工艺描述工艺描述 适用对象适用对象 冷等静压成型冷等静压成型 成本低，模具简单，生坯强度高；但尺寸不稳定，形状单一 大多数陶瓷 流延成型流延成型 坯体具有光滑表面、良好的韧性和强度，多用于生产叠层复合材料 氮化硅、碳化硅、氮化硼 注射成型注射成型 可批量生产小尺寸、高精度并具有复杂形状的陶瓷产品 氮化硅、滑动轴承、发动机转子叶片、陶瓷牙、陶瓷手表等 凝胶注模成型凝胶注模成型 有机杂质少，坯体强度高，适用于批量生产薄壁陶瓷产品 适应、氧化铝、氧化锆、熔融坩埚、陶瓷基片、陶瓷微珠等 固体无模成型固体无模成型 可适

403、用于 CAD 设计形状，代表未来陶瓷发展方向，但目前成本较高有待完善 氧化锆、氧化铝 资料来源：新材料在线，中航证券研究所 115 中航证券研究所发布中航证券研究所发布 证券研究报告证券研究报告 请务必阅读正文之后的免责声明部分请务必阅读正文之后的免责声明部分 军工材料报告：异“材”秀出千林表 先进陶瓷烧结工艺：先进陶瓷烧结工艺： 陶瓷坯体通过烧结促使晶粒迁移、 尺寸长大、 坯体收缩、 气孔排出形成陶瓷材料，陶瓷烧结受气氛、烧结温度和升温速率三个参数影响，而先进陶瓷的烧结关键在于控温的准确性。 图表 175：陶瓷材料烧结工艺情况 工艺工艺 工艺描述工艺描述 适用对象适用对象 热压烧结热压烧结

404、在加热过程中外加机械力，可以降低烧结温度，提高透明度、电导率等，但形状较为单一，后期加工成本较高 碳化硅、氮化硼和硼化锆等共价键难烧材料以及透明陶瓷 气压烧结气压烧结 在加热过程中加气体压力，可抑制高温下材料分解和失重，促使致密化，工艺成本较低 多用于批量生产大尺寸，形状复杂的共价键陶瓷 放电等离子烧结放电等离子烧结 利用等离子体晶型高温快烧，烧结温度低，晶粒细小且致密度高。装置相对简单，容易实现烧结工艺的一体化和自动化 广泛用于磁性材料，梯度功能材料，纳米陶瓷，透明陶瓷，纤维增强陶瓷和金属间化合物等新型先进陶瓷 微波烧结微波烧结 利用微波电磁场产生介电损耗，升温速率快，加热均匀，高效节能 除

405、了用于新型陶瓷研制外，还可以对材料某些部位进行加热修复或缺陷愈合 资料来源：新材料在线，中航证券研究所 先进陶瓷精加工工艺：先进陶瓷精加工工艺：陶瓷材料精加工方法主要取决于材料性能以及应用要求。 图表 176：陶瓷材料精加工工艺情况 工艺工艺 工艺描述工艺描述 适用对象适用对象 流体动力加工流体动力加工 利用高压液体进行切割，散热极快 热敏感陶瓷 研磨喷射加工研磨喷射加工 高压液体中混入研磨体 热敏感陶瓷 研磨流动加工研磨流动加工 迫使镶嵌有研磨体的塑性材料通过管道 弯曲管道内表面 电弧加工电弧加工 利用电弧瞬间高温进行切割 小孔加工导电陶瓷 电子束加工电子束加工 利用高能电子束进行切割钻孔真

406、空下加工 薄壁陶瓷坯体加工 激光束加工激光束加工 利用激光的高能量进行切割，成本较低 大多数陶瓷 离子束加工离子束加工 利用高能离子束的活化并脱离陶瓷表面例子，速度最慢，质量最高 大多数陶瓷 资料来源：新材料在线，中航证券研究所 2.32.3、先进陶瓷各种功能不断发掘，市场容量进一步提升、先进陶瓷各种功能不断发掘，市场容量进一步提升 全球先进陶瓷市场规模稳步增长。全球先进陶瓷市场规模稳步增长。伴随先进陶瓷各种功能的不断发掘，其在微电子工业、通讯产业、自动化控制和未来智能化技术等方面作为支撑材料的地位日益显著，市场容量也进一步提升。2020 年，全球先进陶瓷市场规模约 998 亿美元，年均增长约

407、 10%，预计 2024 年可达 1346 亿美元。 116 中航证券研究所发布中航证券研究所发布 证券研究报告证券研究报告 请务必阅读正文之后的免责声明部分请务必阅读正文之后的免责声明部分 军工材料报告：异“材”秀出千林表 图表 177：全球先进陶瓷材料市场规模及预测（亿美元） 资料来源：grand view research，赛瑞研究，中航证券研究所整理 电子陶瓷占据功能陶瓷大部分市场份额。电子陶瓷占据功能陶瓷大部分市场份额。目前在功能陶瓷中，电子陶瓷占据了大部分市场分，电子陶瓷是现代信息技术中的关键性基础材料，主要用于芯片、电容、集成电路封装、传感器、绝缘体、铁磁体、压电陶瓷、半导体、超

408、导等，广泛应用于通信、计算机、航空航天、医疗、汽车、军工、新能源等终端领域。随着信息化产业、电子消费产业的快速发展，工业用电子产品、消费电子产品将保持快速发展趋势，对电子陶瓷的需求巨大，2019 年全球电子陶瓷市场规模在 241 亿美元。中国市场方面，2019 年，我国电子陶瓷市场规模达到 641 亿元。 图表 178：全球电子陶瓷市场规模（亿美元） 图表 179：中国电子陶瓷市场规模（亿元） 料来源：新材料在线，中航证券研究所 资料来源：新材料在线，中航证券研究所 陶瓷基复材在结构材料中最具前景。陶瓷基复材在结构材料中最具前景。陶瓷基复材作为结构材料在保留陶瓷本身优点的同时，有效的解决了其脆

409、性问题。1987 年美国能源部开始实施陶瓷基复合材料的研发计划，NASA 等单位也投入大量人力和经费。仅 1992 年美国投入陶瓷基复合材料应用研究的经费高达 3500 万美元。陶瓷基复合材料的潜在应 117 中航证券研究所发布中航证券研究所发布 证券研究报告证券研究报告 请务必阅读正文之后的免责声明部分请务必阅读正文之后的免责声明部分 军工材料报告：异“材”秀出千林表 用领域广泛，包括宇航、国防、能源、汽车工业、环保、生物、化学工业等，在未来的国际竞争中将起关键的作用。发达国家投入巨资进行研究，美国和西欧各国侧重于航空和军事应用，日本则力求把它应用在工业上。 根据 Markets and M

410、arkets 发布的报告预测，预计陶瓷基复合材料的全球市场规模在 2026 年将达到75.1 亿美元。年复合增长率以 9.65%的速度迅速增长，市场对高强、轻质、节能材料需求的逐步增长，以及国际航空航天和国防工业的繁荣均成为全球陶瓷基复合材料市场增长的主要推动力。 图表图表 180180：陶瓷基复合材料全球市场规模预测（亿美元）：陶瓷基复合材料全球市场规模预测（亿美元） 资料来源：Markets and Markets，中航证券研究所 在各种陶瓷基复合材料中， C/C 陶瓷基复合材料 （即在 C/C 复材中加入陶瓷做成的二元基体复合材料，常用 C/C-SiC） 拥有最大的市场份额， 并且预计会

411、成为全球陶瓷基复合材料市场增长中增长率最高的材料。由于 C/C 陶瓷基复合材料具有轻质、高摩擦系数以及良好的耐高温性能，它被认为是航空和汽车领域制动系统的优选材料。 此外 SiCf/SiC 复材 （增强纤维及基体均为陶瓷的复合材料） 目前已得到较成功的应用，主要应用在航空航天发动机内的高温部件，如叶片、燃烧室涡形管等构件。 航空航天是陶瓷基复合材料最大的细分应用市场，占总体的航空航天是陶瓷基复合材料最大的细分应用市场，占总体的 4343% %左右。左右。随着我国高推重比航空发动机的定型、空间飞行器技术的迫切需求和快速发展，陶瓷基复合材已经在军用、民用领域展现出巨大的发展潜力。 图表图表 181

412、181：未来五年我国陶瓷基复合材料需求预测：未来五年我国陶瓷基复合材料需求预测 领域领域 军机机体及发动机军机机体及发动机 火箭壳体、发动机、导弹火箭壳体、发动机、导弹 用途 机翼前端、 涡轮工作叶片、 喷管等 整流罩、热防护材料、发动机热部件、喷嘴等 陶瓷基复合材料需求预测 55 吨 35 吨 资料来源：新材料在线，中航证券研究所 118 中航证券研究所发布中航证券研究所发布 证券研究报告证券研究报告 请务必阅读正文之后的免责声明部分请务必阅读正文之后的免责声明部分 军工材料报告：异“材”秀出千林表 2.42.4、先进陶瓷、先进陶瓷企业数量多、规模小，核心技术基本依赖引进企业数量多、规模小，

413、核心技术基本依赖引进 随着现代高新技术的发展，先进陶瓷已逐步成为新材料的重要组成部分，但与欧美、日本等发达国家相比，我国的先进陶瓷产业除少数达到甚至超过国外同行外，总体上是明显落后于发达国家的水平。目前国外先进陶瓷发展处于领先地位的主要有美国、日本、欧盟、俄罗斯等。日本作为全球最大的先进陶瓷生产基地，其市场份额占 50%以上，功能陶瓷领域基本垄断国际市场，知名企业包括京瓷、东芝、旭硝子、住友、村田、东陶等。美国是全球第二大先进陶瓷材料生产基地，占全球市场份额 20%以上，知名企业有格鲁曼、杜邦、赛瑞丹等。欧洲市场份额仅次于日本和美国，德国、法国在结构陶瓷上是重点研发领域，知名企业有法国圣戈班公

414、司、德国赛琅泰克公司、英国摩根公司等。 图表 182：国际陶瓷材料生产企业 国家国家 公司名称公司名称 日本日本 京瓷、东芝、旭硝子、住友、村田、东陶等 美国美国 格鲁曼、杜邦、赛瑞丹等 法国法国 圣戈班 德国德国 赛琅泰克 英国英国 摩根 资料来源：新材料在线，瓷博士，中航证券研究所 日本在先进陶瓷材料的产业化、民用领域方面占据领先地位日本在先进陶瓷材料的产业化、民用领域方面占据领先地位。近年来，日本将先进陶瓷作为战略性产业，不断加大投资力度。在电子陶瓷、光导纤维、高韧性陶瓷等先进陶瓷材料方面，日本均处于领先地位。日本生产的先进陶瓷敏感元件已占据国际市场主要份额，包括热敏、压敏、磁敏、气敏、

415、光敏等在内的各种先进陶瓷产品垄断着大部分市场；在泡沫陶瓷、超塑性陶瓷、塑胶复合陶瓷以及各种先进陶瓷材料与陶瓷部件研发，高性能陶瓷电池、陶瓷发动机等研发开发方面，均处于领先地位。 美国先进陶瓷在航空航天、核能等领域的应用处于领先地位。美国先进陶瓷在航空航天、核能等领域的应用处于领先地位。美国先进陶瓷发展重点为高温结构陶瓷，目前在航天技术、航空器、核工程、汽车、医疗设备及机械动力等领域处于大范围使用阶段。美国国家航空和宇航局（NASA）在结构陶瓷的开发和加工技术方面正实施大规模的研究与发展计划，重点对航空发动机、民用热机中的关键闭环实现陶瓷替代，同时对纳米陶瓷涂层、生物医学陶瓷和光电陶瓷的研究、产

416、业化进行资助。 欧盟在先进陶瓷部分细分应用领域和机械装备领域处于领先地位。欧盟在先进陶瓷部分细分应用领域和机械装备领域处于领先地位。 欧盟各国以功能陶瓷和高温结构陶瓷为主要研究对象，特别是德国、法国在结构陶瓷领域进行了重点研究，主要集中在发电装备、新能源材料和发动机中的陶瓷器件等领域，如陶瓷活塞盖、排气管里衬、涡轮增压转子及燃气轮转子等。此外，欧盟部分国家在先进陶瓷机械、装备方面优势明显。例如，匈牙利拥有陶瓷注射成型（CIM）技术，陶瓷研 119 中航证券研究所发布中航证券研究所发布 证券研究报告证券研究报告 请务必阅读正文之后的免责声明部分请务必阅读正文之后的免责声明部分 军工材料报告：异“

417、材”秀出千林表 磨抛光工艺，高精度加工工艺等，品种繁多，用于绝热器件、自动化工业、热容器、泵、轴、阀、密封件等，使用范围非常广泛。 俄罗斯、乌克兰在结构陶瓷和陶瓷基复合材料方面实力雄厚。俄罗斯、乌克兰在结构陶瓷和陶瓷基复合材料方面实力雄厚。俄罗斯、乌克兰两国在先进陶瓷的研究开发和生产方面，基础扎实，设施齐全。在结构陶瓷和陶瓷基复合材料方面，不论是氧化物陶瓷、非氧化物陶瓷、复相陶瓷或者是陶瓷基复合材料，不但在实验室研制成功，而且已开发成有明确应用目的的制品，相当一部分已投入商业生产。 我国先进陶瓷研究起步晚、规模较小、技术发展空间大。我国先进陶瓷研究起步晚、规模较小、技术发展空间大。虽然我国先进

418、陶瓷材料在开发上取得了长足的进步，与国际先进陶瓷领域领先的国家距离进一步缩小，但仍缺乏批量化、低成本、高效制备优质先进陶瓷材料的先进技术、装备和管理水平。我国先进陶瓷材料的开发大都是结合国防和国民经济上的需要，总的来说与国际发达国家相比还有明显的差距，特别是技术和产业化方面，满足不了国民经济迅速发展的要求。在全球数百亿美元的先进陶瓷年销售额中，中国销售额仅占 12%。因而，目前世界最先进的高附加值的先进陶瓷产品，特别是高端装备中大量的陶瓷元件仍需进口。具体表现在以下几个方面： 高端粉体制备技术远远落后：高端粉体制备技术远远落后：我国对陶瓷粉体的制备尚未引起足够的重视，多种陶瓷粉体尚无专业化生产

419、企业，许多企业不得不“自产自销” 。例如：高纯氧化铝粉，日本企业 99.99%氧化铝粉烧结温度只需 1300，而国内需要到 1600以上；高纯氮化硅粉仍受到日本 UBE 和德国 H.C.Stark 的限制，国内企业在粉体质量上仍存在较大的波动。 制造装备水平落后：制造装备水平落后： 虽然我国引进了国外先进的工艺装备， 像气压烧结炉、 热等静压、 注射成型机、流延机等来提高我国的技术装备水平，但因投资大，在经济上给企业造成了很大压力，从而限制了先进陶瓷的发展。而国内仿制设备因加工水平差距，可靠性和稳定性暂时无法与国外产品相比。 新产品产业化落后：新产品产业化落后： 目前， 实验室阶段的研究工作偏

420、多， 忽视了中试、 工程化和产业化技术的研究，成果没有转化为现实生产力。虽然研究工作形成了很多技术成果，但绝大多数处于实验室研究阶段，实验室研制出来的成果距离产业化的目标还有较大距离。 产能分散、 过剩：产能分散、 过剩： 国内先进陶瓷领域的企业数量虽多， 但规模普遍较小， 行业内中小微企业约占 70%左右，多数中小微企业的核心技术基本依靠引进，其产品单一，制备成本较高，缺乏企业自主创新能力和市场竞争力。同时也缺乏统筹规划和顶层设计，重复性的研究工作较多，使得有限的人、财、物等资源过于分散，盲目和粗放的发展方式同时导致了产品产能的过剩。 国内先进陶瓷领域的企业数量虽多，但规模普遍较小，核心技术

421、基本依赖引进，从电子陶瓷的应用来看，虽然多种电子陶瓷产品的产量居世界首位，但国内生产的材料仅少部分用于高端元器件产品，大部分用于中低端元器件产品，企业竞争激烈。民品方面，我国的电子陶瓷及其元器件产品生产基地已经形成了 120 中航证券研究所发布中航证券研究所发布 证券研究报告证券研究报告 请务必阅读正文之后的免责声明部分请务必阅读正文之后的免责声明部分 军工材料报告：异“材”秀出千林表 相当的规模，并拥有国际先进的生产水平，典型企业包括风华高科、三环集团等陶瓷电子元器件行业中的龙头骨干企业。军品方面，以 MLCC 产业为例，目前已经形成了宏明电子、鸿远电子、火炬电子等几家比较稳定的竞争格局，各

422、自绑定下游型号客户。除此之外，一些电子陶瓷公司还包括中瓷电子、振华云科（振华科技子公司）等。结构陶瓷方面，主要还是集中在陶瓷基复材，比如刹车耐磨的碳陶材料应用，以及航天火箭耐烧蚀材料的应用等，企业如西安鑫垚、博云新材、超码科技等公司。 图表 183：我国一些先进陶瓷材料生产企业 公司公司 领域领域 陶瓷相关业务陶瓷相关业务 20202020 年年 收入收入 20202020 年年 净利润净利润 西安鑫垚 结构陶瓷 从事 SiC 陶瓷基复合材料，主要应用在航天飞行器以及刹车片领域。 博云新材 (002297) 结构陶瓷 碳陶复合材料刹车产品、金属陶瓷等 3.45 亿元 0.22 亿元 西安超码

423、(中天火箭) 结构陶瓷 从事碳/碳、碳/陶复合材料制品的系列化与多元化生产 2.87 亿元 0.41 亿元 火炬电子 (603678) 电子陶瓷 结构陶瓷 片式多层陶瓷电容器（MLCC）、引线式多层陶瓷电容器、多芯组陶瓷电容器等；结构陶瓷，产品为 CASAS-300 高性能特种陶瓷材料和聚碳硅烷（PCS），即可作为陶瓷纤维又可做陶瓷基体 36.56 亿元 6.09 亿元 宏明电子 电子陶瓷 多层片式瓷介电容器、单层微波瓷介电容器、半导体瓷介电容器、电子功能陶瓷材料等产品 鸿远电子 (603267) 电子陶瓷 主要产品包括电容器、电阻器、电感器、放电管、滤波器、避雷器、保险丝及二、三极管等。 2

424、4.03 亿元 8.27 亿元 中瓷电子 (003031) 电子陶瓷 业从事电子陶瓷系列产品，包括光通信器件外壳、无线功率器件外壳、红外探测器外壳、大功率激光器外壳、声表晶振类外壳、氮化铝陶瓷基板、陶瓷元件、集成式加热器等 8.16 亿元 0.98 亿元 资料来源：公司官网，中航证券研究所 2.52.5、小结、小结 先进陶瓷材料由于其耐高温以及独特的电学特性广泛被应用于结构材料以及电子领域。作为结构材料，通过纤维补强形成的陶瓷基复合材料，克服了其脆性的弱点，目前我国在某些尖端先进陶瓷的理论研究和实验水平已经达到国际先进水平，可成熟应用于战略导弹、火箭发动机热结构件以及各类卫星天线窗的保护框等方

425、面，在电子陶瓷方面，日本依靠其成熟的技术仍然在民用陶瓷电容器保持领先，我国民用陶瓷电子产品在成本及质量控制方面有待提高，而随着武器装备信息化的加速，我国陶瓷电容器在军工领域的需求不断增大，随着技术的成熟未来有望带动军转民的发展。总体而言国内先进陶瓷总体水平与国外相比还存在一定的差距。 当前国家正不断为战略新兴产业的发展配置资源和政策，作为基础原材料和核心部件的先进陶瓷未来 121 中航证券研究所发布中航证券研究所发布 证券研究报告证券研究报告 请务必阅读正文之后的免责声明部分请务必阅读正文之后的免责声明部分 军工材料报告：异“材”秀出千林表 必将迎来发展的机遇。重点关注火炬电子（603678）

426、 、鸿远电子（603267） 、中瓷电子（003031）等。 122 中航证券研究所发布中航证券研究所发布 证券研究报告证券研究报告 请务必阅读正文之后的免责声明部分请务必阅读正文之后的免责声明部分 军工材料报告：异“材”秀出千林表 投资评级定义投资评级定义 我们设定的上市公司投资评级如下：我们设定的上市公司投资评级如下： 买入 ：未来六个月的投资收益相对沪深 300 指数涨幅 10%以上。 持有 ：未来六个月的投资收益相对沪深 300 指数涨幅-10%-10%之间 卖出 ：未来六个月的投资收益相对沪深 300 指数跌幅 10%以上。 我们设定的行业投资评级如下：我们设定的行业投资评级如下：

427、增持 ：未来六个月行业增长水平高于同期沪深 300 指数。 中性 ：未来六个月行业增长水平与同期沪深 300 指数相若。 减持 ：未来六个月行业增长水平低于同期沪深 300 指数。 分析师简介分析师简介 张超，SAC 执业证书号：S0640519070001，清华大学硕士，中航证券研究所军工首席分析师。 梁晨，SAC 执业证书号：S0640519080001，北京科技大学材料硕士，中航证券研究所军工行业分析师。 分析师承诺分析师承诺 负责本研究报告全部或部分内容的每一位证券分析师，在此申明，本报告清晰、准确地反映了分析师本人的研究观点。本人薪酬的任何部分过去不曾与、现在不与，未来也将不会与本报

428、告中的具体推荐或观点直接或间接相关。 风险提示：投资者自主作出投资决策并自行承担投资风险，任何形式的分享证券投资收益或者分担证券投资损失的书面或口头承诺均为无效。 免责声明：免责声明： 本报告并非针对意图送发或为任何就送发、发布、可得到或使用本报告而使中航证券有限公司及其关联公司违反当地的法律或法规或可致使中航证券受制于法律或法规的任何地区、国家或其它管辖区域的公民或居民。除非另有显示，否则此报告中的材料的版权属于中航证券。未经中航证券事先书面授权，不得更改或以任何方式发送、复印本报告的材料、内容或其复印本给予任何其他人。 本报告所载的资料、工具及材料只提供给阁下作参考之用，并非作为或被视为出

429、售或购买或认购证券或其他金融票据的邀请或向他人作出邀请。中航证券未有采取行动以确保于本报告中所指的证券适合个别的投资者。本报告的内容并不构成对任何人的投资建议，而中航证券不会因接受本报告而视他们为客户。 本报告所载资料的来源及观点的出处皆被中航证券认为可靠，但中航证券并不能担保其准确性或完整性。中航证券不对因使用本报告的材料而引致的损失负任何责任，除非该等损失因明确的法律或法规而引致。投资者不能仅依靠本报告以取代行使独立判断。在不同时期，中航证券可发出其它与本报告所载资料不一致及有不同结论的报告。本报告及该等报告仅反映报告撰写日分析师个人的不同设想、见解及分析方法。为免生疑，本报告所载的观点并不代表中航证券及关联公司的立场。 中航证券在法律许可的情况下可参与或投资本报告所提及的发行人的金融交易，向该等发行人提供服务或向他们要求给予生意，及或持有其证券或进行证券交易。中航证券于法律容许下可于发送材料前使用此报告中所载资料或意见或他们所依据的研究或分析。