航空复合材料现状分析与展望

        内容提示：航空制造业传统上虽然属于机械工业，但是用复合材料制造飞机零部件却不是机械加工工业，而类似于铸造业，因此原材料利用率很高。现在生产的飞机总重量中复合材料的比重占20% 以上，而复合材料原材料重量与飞机总重量之比约为25%。

       2012-2016年中国复合材料市场运营态势与投资前景预测报告

        1 近期复合材料技术的成熟将极大促进航空复合材料市场的发展

        航空（飞机）制造业传统上属于机械加工工业。由于要尽量降低飞机重量，因此加工飞机零部件时要把多余的材料尽量除去，导致飞机材料的利用率偏低。现在全世界每年采购的航空原材料约为1100 万磅左右，但是生产的飞机/ 直升机的总重约为200 万磅，因此航空制造业的原材料利用率低于20%。原材料利用率低也是航空工业产品价格昂贵的重要原因。

        航空制造业传统上虽然属于机械工业，但是用复合材料制造飞机零部件却不是机械加工工业，而类似于铸造业，因此原材料利用率很高。现在生产的飞机总重量中复合材料的比重占20% 以上，而复合材料原材料重量与飞机总重量之比约为25%。

        可见复合材料利用率高达80% 以上。现在航空复合材料的年采购量约为50 万磅左右，只占航空原材料采购的约4%，而形成了飞机总重量的20% 以上，。

        仅从此点就可以看出航空工业愿意使用复合材料的积极态度，更可以理解为什么航空工业积极开展复合材料技术研究工作。

        近期航空复合材料技术取得了重大突破，使飞机复合材料使用量从长期徘徊的20% 左右迅速提高到50% 以上，比如波音787 复合材料使用率为50%（见图1），A350 复合材料使用率为25%。此外，近期研制的F-35、A380、A400M 等飞机的复合材料使用量也较高。随着这些飞机近年陆续进入大批量生产阶段，必将促使航空复合材料市场的快速发展。

        2 近期航空复合材料市场的简单统计分析

        2.1 2010 年航空复合材料次级市场情况

        2010 年购买航空材料约为46百万磅，其中运输机占79%，军用飞机占9%，直升机占6%，商业和通用航空占6%。民用运输机的巨大产量和高复合材料使用比例，使其需求量占绝大多数的市场份额。军用固定翼飞机的较大重量和一定的复合材料使用比例，使军用固定翼飞机复合材料次级市场居于航空复合材料市场的第二位。直升机和通用航空飞机在航空复合材料市场上占据的份额较小。

        2.2 2010 年航空复合材料的使用情况

        2010 年航空业使用的46 百万磅复合材料中，CFRP（碳纤维增强复合材料）占37%，GFRP（玻璃纤维增强复合材料）占35%，其他复合材料占28%。

        碳纤维增强复合材料是航空工业最广泛使用的复合材料，主要应用在飞机的受力结构，特别是在飞机主结构方面，CFRP 占据绝对的主导地位。在内饰和次要结构方面，玻璃纤维增强复合材料占有重要地位。其他复合材料主要包括蜂窝夹芯结构和Kevlar 复合材料。

        2.3 2010 年航空复合材料市场的碳纤维预浸料情况

        2010 年碳纤维预浸料市场价值约为10 亿美元（按55 美元/ 磅）。

        Cytec 和Hexcel 是最大的碳纤维复合材料预浸料供应商，Cytec（氰特公司）和Hexcel（赫氏公司）在复合材料预浸料市场占有领导地位。其中Cytec 占40%，Hexcel 占40%，Toray（东丽公司）占5%，其他公司占15%。波音787 采用碳纤维复合材料预浸料作为主要结构材料，其批生产后将增加Toray 的市场份额。

        2.4 2010 年航空复合材料市场的碳纤维情况

        2010 年航空碳纤维市场价值约为4 亿美元。Toray 在航空碳纤维复合材料市场占有领导地位，是航空级碳纤维主要供应商，其后是Cytec 和Hexcel 及Toho（东邦公司）等公司。

        其中Toray 占42%，Cytec 占15%，Hexcel 占25%，Toho 占13%，其他占5%。Toray、Cytec、Hexcel 和Toho 总共占95% 的航空碳纤维市场份额。

        2.5 2010 年航空复合材料市场的玻璃纤维预浸料情况

        2010 年玻璃纤维预浸料市场价值为2 亿美元（按11 美元/ 磅），总重约为16.1 百万磅。其中Cytec 占21%，Hexcel 占28%，C&D 占10%，其他占41%。Cytec 和Hexcel 是航空玻璃复合材料预浸料市场的最大供应商。在航空玻璃复合材料预浸料市场C&D 公司是最大的内饰件材料供应商。

        2.6 近期航空复合材料市场预测

        2008 年以来世界航空工业一直保持稳定的发展。近期预测金融危机将减轻或将渡过金融危机，以及复合材料使用量的飞机的将陆续投产，将使航空复合材料市场有较大发展。

        预计到2018 年航空复合材料市场将从2011 年的约4700 万磅发展到7100 万磅以上。