一、碳纖維復合材料成為全球復合材料市場快速增長的主要推動力

復合材料是指由兩種或兩種以上不同性質的材料，通過物理或化學的方法，在宏觀（微觀）上組成具有新性能的材料。其中，纖維增強復合材料的比強度高、比模量大，材料性能具有可設計性，抗腐蝕性和耐久性能好，抗疲勞性能好，是復合材料中應用最廣、用量最大的一個類別。

根據(jù)Markets and markets數(shù)據(jù)顯示，2021年全球復合材料市場規(guī)模為880億美元，預計2026年能夠到達1,263億美元，年復合增長率7.5%。以增強材料劃分，Markets and markets數(shù)據(jù)顯示，碳纖維復合材料市場將以12.4%的年復合增長率從2020年的175億美元增長至2025年315億美元。其中，玻璃纖維復合材料仍占有最大的市場份額，2020年市場規(guī)模估計為460億美元，2020-2027年間復合增長率為5.3%，預計2025年將達到600億美元。

圖表 1 全球復合材料市場規(guī)模預測（增強材料種類）

單位：億美元

以下游市場劃分，由于單價較高，航空航天領域是復合材料制件最大的終端市場，預計將以8.8%的年復合增長率從2021年的379億美元增長至2026年的579億美元

圖表 2 全球復合材料市場規(guī)模預測（應用領域種類）

單位：億美元

二、樹脂基復合材料繼續(xù)占據(jù)統(tǒng)治地位

根據(jù)增強材料的種類，纖維增強復合材料可分為玻璃纖維復合材料、碳纖維復合材料、芳綸纖維復合材料等多個類別。根據(jù)基體材料的不同，則可以分為樹脂基、陶瓷基、金屬基等。其中樹脂基復合材料因密度小、比強度和比模量高、疲勞強度高、破損安全特性好、耐腐蝕性能和耐熱性強、介電性能和透電磁波性能好等優(yōu)勢，已經成為應用最廣、發(fā)展最快的復合材料，在復合材料中的占比超過80%。

圖表 3 2021全球復合材料市場按基體分類

數(shù)據(jù)來源：《2021全球碳纖維復合材料市場報告》，廣州賽奧碳纖維技術股份有限公司

三、中國碳纖維樹脂基復合材料市場規(guī)模接近400億元

據(jù)調查顯示，受益于下游市場強勁的需求增長，尤其2020年中國風電市場的爆發(fā)性增長與2021年中國航空、航天與國防軍工市場的亮眼表現(xiàn)，中國碳纖維樹脂基復合材料市場規(guī)模呈現(xiàn)出高速增長的態(tài)勢，并在未來3-5年將持續(xù)保持24.21%的年復合增長率。

圖表 4 2019-2026中國碳纖維樹脂基復合材料市場規(guī)模預測

單位：億元

四、多種樹脂基復合材料生產工藝滿足不同領域復合材料應用需求

在纖維與樹脂種類確定后，纖維增強復合材料的性能主要決定于成型工藝。因此，復合材料成型加工工藝是復合材料工業(yè)的重要發(fā)展基礎和條件。復合材料的成型加工工藝可被分為近二十種，其中主要的類型有手糊成型工藝、噴射成型工藝、樹脂傳遞模塑成型（RTM）、袋壓法成型、真空灌注成型、熱壓罐成型、液壓釜法成型、樹脂澆鑄成型、拉擠成型工藝和擠出成型工藝等。

圖表 5 樹脂基碳纖維復合材料對比

五、真空輔助成型工藝在航空航天領域受到起來越多關注

真空輔助成型工藝（Vacuum Assisted Resin Infusion，VARI）或真空輔助樹脂轉移成型（VARTM），是一種制造大型復合材料零件的新型低成本成型技術。它在真空下消除纖維增強材料中的氣體，利用樹脂的流動和滲透來浸漬纖維及其織物，并在一定溫度條件下固化的成型方法。

VARI 成型技術是一種利用樹脂的流動和滲透，在真空壓力下浸漬纖維和織物，并在真空壓力下完成固化的成型方法。與傳統(tǒng)工藝相比，VARI 成型技術不用熱壓罐，只需要單面剛性模具（上模為柔性真空袋膜）鋪設纖維增強材料。該模具只是為了保證結構形面要求，簡化模具制造工藝，節(jié)約成本。此外，只在真空壓力下形成，沒有額外的壓力，有助于降低成本。因此，該方法主要具有成本低、孔隙率低、性能接近熱壓罐工藝、適合制造大型零件等特點。鑒于 RTM 法的局限性，VARI 法只能在真空條件下通過適當?shù)墓に嚧胧渲D移到包裹在真空袋中的增強纖維預制件上，并在真空壓力下完成結構的固化過程。該方法擺脫了對熱壓罐設備的依賴，對于航空航天領域廣泛應用的各類結構件，這是一種具有明顯可以降低成本的制造方法，具有廣闊的應用前景。

圖表 6 樹脂基碳纖維復合材料在大飛機中的應用

據(jù)Stratview Research數(shù)據(jù)，全球真空輔助成型工藝材料市場在2016年已達到7.75億美元，并預計以7.27%的年復合增長率在2022年達到11.82億美元。航空航天用真空輔材與風電葉片用真空輔材將占據(jù)絕大部分的市場，在2021年分別達到5.81億美元和3.16億美元。

圖表 7 全球真空輔助材料市場規(guī)模預測

單位：億美元

受風電搶裝潮退坡影響，風電用真空輔材用量減少，2021年中國真空輔材市場迎來小幅下滑，市場規(guī)模為14.3億元。風電用真空輔材市場的恢復還需要時日，但是隨著國產大飛機C919適航取證進度的加快，C919即將在2023年進入小批量生產階段，成為助推真空輔材市場持續(xù)發(fā)展的新動力。

圖表 8 2017-2026年中國真空輔材市場規(guī)模預測

單位：億元

六、C919獲發(fā)適航證，中國碳纖維復合材料發(fā)展迎來強心針

運營成本是民用航空運營關注的重點，而重量與民航運營成本息息相關。根據(jù)《航空航天材料發(fā)展現(xiàn)狀及前景》，小型民機的結構重量每減1磅所獲得的直接經濟效益為50萬美元/磅，而對戰(zhàn)斗機來說，這個數(shù)值是400萬美元/磅，商用運輸機為800萬美元/磅。碳纖維復合材料是大型整體化結構的理想材料，與常規(guī)材料相比可使飛機減重 15%～30%，結構設計成本降低 15%～30%。國際主要民航飛機的結構、內飾材料對復合材料的使用比例逐漸升高，如波音的787與空中客車的A350，碳纖維復合材料使用比例均超過50%。目前，C919碳纖維復合材料使用比例為12%，還有較大改進潛力。

與國際碳纖維復合材料市場中航空航天與國防軍工領域占據(jù)市場最大份額的情況不同，中國航空航天產業(yè)對碳纖維增強樹脂基復合材料的應用還在成長階段。而中國國產航空裝備產業(yè)在“十三五”以來得到良好發(fā)展，碳纖維增強樹脂基復合材料作為整個機身、機翼、垂尾、艙門等重要結構部分或內飾的材料，綜合性能優(yōu)勢明顯，隨著2022年國產大絲束碳纖維的投產，碳纖維復合材料的成本有望進一步下降，推動碳纖維復合材料在航空航天領域的深入應用。

隨著C919國產大飛機產業(yè)化的提速，2022年將成為國內民用航空裝備市場全面啟動的起點，該領域碳纖維增強樹脂基復合材料的市場規(guī)模在未來保持超過26.41%的增長速度。

圖表 9 2019-2026民用航空樹脂基碳纖維復合材料市場規(guī)模預測

來源：復材云集

版權聲明：復材云集尊重版權并感謝每一位作者的辛苦付出與創(chuàng)作；除無法溯源的文章，我們均在文末備注了來源；如文章視頻、圖片、文字涉及版權問題，請第一時間聯(lián)系我們，我們將根據(jù)您提供的證明材料確認版權并按國家標準支付稿酬或立即刪除內容！