纤维增强陶瓷基复合材料(CMC)是指在陶瓷基体中添加纤维来增加强度和韧性的复合材料。纤维增强陶瓷基复合材料具有轻质、高比模量、高比强度、耐高温和耐腐蚀等优点。纤维增强陶瓷基复合材料(CMC)基体材料有碳、碳化物、氮化物、硼化物、氧化物等,研究较多的是C/C、C/SiC和SiO2/SiO2维增强陶瓷基复合材料(CMC)。
20世纪70年代初,JAveston在连续纤维增强聚合物基复合材料和纤维增强金属基复合材料研究基础上,首次提出纤维增强陶瓷基复合材料的概念,为高性能陶瓷材料的研究与开发开辟了一个方向。20世纪80年代,美、日、法等发达国家的研究单位及企业对纤维增强陶瓷基复合材料进行了大量的研究,并将其成功应用于到F100-PW-229等第3代改进型战斗机发动机上,以及M88—2、F119等第4代战斗机发动机上。鉴于其在航空航天、核能、高速/重载交通工具等高科技领域的巨大应用优势,我国对纤维增强聚合物基复合材料的应用研究力度也不断加大,还将其列为国家“十三五”规划中重点支持的新材料之一。
目前,航空航天是纤维增强陶瓷基复合材料最主要的应用领域,可以被应用于航空燃气涡轮发动机高温部件,如燃烧室火焰筒、涡轮工作叶片、涡轮导向叶片和喷管调节片等;高声速飞行器的耐高温部位,如鼻锥、机翼前缘;固体火箭发动机燃烧室和喷管;飞机刹车盘等。近年来,纤维增强陶瓷基复合材料在民用领域的应用也得到了一定的拓展,主要应用于高铁刹车和高级轿车刹车领域。根据新思界分布的
《2021-2025年中国碳纤维增强陶瓷基复合材料市场可行性研究报告》,2020年,航天航空领域纤维增强陶瓷基复合材料需求占比在85%以上。
从细分产品来看,碳纤维增强陶瓷基复合材料是技术较为成熟、应用范围较广的品类,我国研究机构的研究重点及已经工业化生产的纤维增强陶瓷基复合材料都是围绕碳纤维增强陶瓷基复合材料展开的。我国碳纤维增强陶瓷基复合材料生产企业有巩义市泛锐熠辉复合材料有限公司、陕西天策新材料科技有限公司、崇义恒毅陶瓷复合材料有限公司等。
新思界
产业分析师表示,在我国国防大发展的背景下,碳纤维增强陶瓷基复合材料需求将会不断增长,市场前景良好。