C/SiC复合材料,是一类以碳纤维作为增强相、碳化硅陶瓷作为基体的多相陶瓷基复合材料,是航空航天领域核心的热结构功能材料。该材料融合了碳纤维高强度、高韧性的结构优势与碳化硅基体耐高温、抗氧化的性能优势,整体具备低密度、高比强度、抗热震、耐烧蚀及抗气流冲刷等特性,适配极端高温、交变载荷的严苛服役工况。
C/SiC复合材料依据碳纤维增强体的形态差异,可分为连续碳纤维增强C/SiC复合材料与短切碳纤维增强C/SiC复合材料;按照基体成分体系划分,可分为单一C/SiC体系、C/C-SiC碳硅双基体复合体系,以及掺杂改性的多元复合体系,典型包括C/SiC-ZrB2、C/C-ZrC-SiC等改性材料;从预制体成型结构区分,二维叠层、三维针刺、整体缝合结构是目前产业化应用的主流结构形式。
在航空航天热结构领域,C/SiC复合材料可用于航空发动机喷管调节片、燃烧室等静止热端构件。在制动领域,C/C-SiC基碳陶刹车盘属于当前先进刹车材料,相比传统灰铸铁刹车盘,碳陶刹车盘自重显著降低,制动稳定性更好、制动距离更短,服役寿命大幅提升。在空间光机领域,C/C-SiC复合材料具备可调控的近零膨胀特性,是空间光学系统反射镜与支撑框架的理想候选材料。
2025年,全球C/SiC复合材料市场规模约为57.64亿美元,预计发展到2032年将增长至194.08亿美元,期间复合年均增长率为18.94%。新一代航空发动机对热端部件耐高温性能不断提升的需求,叠加新能源汽车轻量化进程加速带动碳陶刹车盘装车渗透,共同拉动了C/SiC复合材料市场快速增长。
新思界
行业分析人士表示,近年来,我国C/SiC复合材料相关专利不断增多。2025年5月,国投陶瓷基复合材料研究院(西安)有限公司申请了“一种超高温改性二维叠层C/SiC蒙皮的制备方法及C/SiC蒙皮”专利,旨在解决现有陶瓷基复合材料蒙皮烧蚀性能与力学性能差、致密化速率低的问题。2025年8月,西安鑫垚陶瓷复合材料股份有限公司申请了“一种超高温改性C/SiC陶瓷基复合材料前缘的制备工艺”,结合CVI、浆料浸渍、PIP和RMI,引入超高温相,提升C/SiC陶瓷基复合材料制备效率。
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