陶瓷基復合材料是以氮化硅、碳化硅等陶瓷為基體與各種纖維復合生成的一類復合材料,具有耐磨、耐高溫、耐腐蝕、硬度大、強度高、質量輕、可靠性好、一致性高、熱導率低、熱膨脹系數低等優點,可分為連續增強復合材料和不連續增強復合材料兩大類。
陶瓷基復合材料可由氣體滲透法、粉末分散法、溶膠凝膠法、化學蒸汽滲透法、反應性熔融滲透法等方法制得,主要應用于國防、醫療、核能、光伏、航空航天、交通、電氣和電子等領域。
陶瓷基復合材料的成型工藝相對復雜、對設備要求高、制備成本高/周期長,因此常用在高精尖領域。航空航天是陶瓷基復合材料的主要應用領域。SiCf/SiC陶瓷基復合材料已成為航空發動機新一代耐高溫材料,是提高航空發動機性能的關鍵所在。
據新思界產業研究中心發布的
《2023-2028年陶瓷基復合材料行業市場深度調研及投資前景預測分析報告》顯示,燃燒室、噴管、高壓渦輪、低壓渦輪等是航空發動機的高溫部件,過去主要采用耐溫極限為1100℃左右的高溫合金制造,而SiCf/SiC陶瓷基復合材料可將高溫部件的耐溫極限提升至1350℃左右。此外,與合金相比,陶瓷基復合材料制成的部件質量更輕,能有效降低飛行過程中燃油消耗、提高飛行運力、提升綠色經濟效益。近年來,我國航空航天事業發展迅速,對陶瓷基復合材料需求上升,推動了陶瓷基復合材料行業快速發展。
此外,C/C-SiC陶瓷基復合材料可用在制動剎車盤制造領域,制造出比金屬剎車盤質量輕、耐溫好、比熱容高、壽命長的碳剎車盤;C/C陶瓷基復合材料可用在生物醫用材料領域,制造骨盆、骨針、骨架板、人工齒根等產品;陶瓷基復合材料還可用在環保領域,生產耐高溫、過濾效率高、使用壽命長、高溫催化活性好的陶瓷纖維復合功能膜,作用于焦化、焚燒、生物質發電等領域高溫氣體凈化等方面。隨著陶瓷基復合材料在制動剎車盤制造、生物醫用材料、環保等領域應用技術不斷成熟,行業將實現進一步發展。
新思界
產業分析人士表示,目前,我國市面上應用最廣泛的陶瓷基復合材料為SiCf/SiC和Cf/SiC兩大類。與歐美等發達國家相比,我國陶瓷基復合材料研究起步較晚,但發展較為迅速,近年來已經在陶瓷基復合材料的制備、加工、連接、應用等技術領域實現突破。未來,隨著政府對新材料扶持力度不斷增大,我國陶瓷基復合材料發展將持續向好。