www.188betkr.com 讯陶瓷基复合材料（Ceramic Matrix Composites, CMC）作为先进材料领域的战略方向，通过将高强度纤维、晶须或颗粒与陶瓷基体复合，突破了传统陶瓷的脆性瓶颈，实现了耐高温、轻量化与高韧性的协同优化。随着航空航天、能源动力等领域对材料性能要求的持续提升，CMC正从实验室走向规模化应用，其技术迭代与成本控制成为推动产业升级的关键。
据易高资本数据，2024年全球陶瓷基复合材料市场规模约为144 亿美元。从应用场景来看，航空及国防产品占比高达约39.6%，显然是接下来的重点应用方向之一。从材料种类来看，非氧化物陶瓷基复合材料（如SiC等）占比约68.8%。根据Global Market Insights预测，未来10年陶瓷基复合材料全球市场有望维持10%的复合增长。
对CMC的需求持续增长，这得益于其相比于金属，能够显著减轻重量并在更高温度下保持性能。这直接提升了发动机、工业流程以及清洁能源技术的效率，同时降低了燃料/电力消耗和排放。强大的CMC热保护系统使可重复使用运载火箭成为可能，而CMC火箭喷嘴（如Firefly Aerospace正在开发的型号）可减重50%，从而增加有效载荷。电动汽车的电池外壳需要轻质热防护，而高超声速飞行器则需要能承受数千摄氏度气动加热的前缘材料、雷达透明天线罩等结构。
为应对此需求，过去几年见证了新材料、新工艺、新供应商和新产能的激增。
欧洲：全产业链领先
欧洲在CMC领域，特别是在材料体系、自动化制造和航天应用方面，展现出强大的全产业链能力和技术领先性。
奥地利Isovolta：凭借其作为飞机内饰层压板和预浸料生产商的数十年经验，开发了CERAPREG，将二氧化硅纤维与硅铝酸盐基体结合，可承受高达900°C的温度，且成本远低于传统CMC。其二氧化硅纤维纯度＞95%，赋予了材料类似石英的介电性能，对雷达透明盖板和天线罩极具吸引力。
Rath AG（奥地利公司，纤维产自德国）：在德国门兴格拉德巴赫工厂生产Altra Flex连续氧化铝陶瓷纤维，初始产能为10吨/年，分为M75莫来石、MK85莫来石刚玉和K99刚玉三个等级。
意大利CIRA与Petroceramics：获得ISiComp C/C-SiC材料的专利，并采用新型液态硅渗透（LSI）工艺，缩短了制造时间和成本。该工艺在LSI期间实现原位连接，还在组件顶部生长了一层SiC层，增强了连接性和抗氧化性，并可在任务之间重新施加。
意大利K3RX：该公司基于CNR的专利技术，专注于能在>2000°C下使用的UHTCMC。材料已在2200°C下测试30分钟，2500°C下测试5分钟，消融接近于零。已生产用于飞行任务的前缘、襟翼和喷嘴，以及TPS瓷砖和UHTCMC紧固件。
德国FOX Composites：该公司是DLR的衍生公司，致力于发展氧化物 CMC (OCMC)的大规模生产。其开发出两种核心工艺：真空辅助浆料灌注（VASI） 和灌注制造氧化物CMC（IFOX） 工艺。IFOX类似RTM，使用正负模半定义形状，可实现高自动化、短处理时间和并行化生产。公司正在建立试点生产线，目标产能为每天10-20个零件，最终目标是每年生产数千至一万个零件。
英国HTMS：该公司旨在解决英国本土CMC供应链能力不足的问题。其核心技术是一种新型基质化学，可在500-600°C以下固化（传统Ox-Ox需1000°C以上），目标是实现室温至200°C固化，从而允许现有复合材料供应链使用其预浸料。公司产品使用玄武岩、氧化铝等商品纤维，并避免了烧结步骤。
英国罗罗公司：该公司采用CVI+MI 连用工艺制备 SiC/SiC 陶瓷基复合材料密封片，并计划在2025年前后将喷管、涡轮外环整环部件等应用于发动机。此外，罗罗公司的“超扇”（UltraFan）发动机将采用耐高温的陶瓷基复合材料部件以提高燃烧效率。
荷兰Arceon：该公司生产名为Carbeon的C/C-SiC CMC。其采用熔体渗透工艺，仅需一个致密化循环（1周），孔隙率可达1-3%，而无需纤维涂层。目前已成功测试高超音速飞行器前缘，并瞄准火箭发动机喷嘴、电池外壳和工业部件。
法国赛峰集团：经历了长期的投资和研发，赛峰公司最终于2015年获得了世界首个陶瓷基复合材料部件的适航认证。2015年至今，陶瓷基复合材料部件已在军用以及民用航空航天领域有了初具规模的应用，在核能领域也处在向终端应用靠拢的发展阶段。
美国：技术创新，军用驱动
美国的CMC发展由初创公司、研究机构和军方需求共同驱动，侧重于颠覆性工艺和降低成本。
GE：GE全球研发中心和工业部门已致力于研究陶瓷基复合材料的商业化应用20余年，建立了美国第一个完全集成的CMC供应链。其通过收购德国CVC公司，掌握了CVI与PIP复合工艺，其CMC涡轮叶片已应用于LEAP-1B发动机，累计飞行超1000万小时。
GE航空的CMC零件应用
SRI International：开发无渗透C/C-SiC，大幅缩短制造周期。SRI的Junhua Austin Wei团队致力于通过消除硅渗透来降低CMC成本。
NASA：研制直径1.6m的Ox/Ox（氧化物/氧化物）复合材料喷管，通过AE3007发动机1200℃热试车考核，成本较铌合金降低50%。
Advanced Ceramic Fibers (ACF)：该公司拥有直接转换工艺（DCP）专利，该工艺能在数秒内将碳纤维丝束中的每根纤维转化为表面覆盖30-500纳米厚SiC（或其他金属碳化物）的FiBar产品。这使得碳纤维能在真空中承受高达3940°C的温度。该涂层同时充当界面脱粘层，取代了传统的CVD涂层。已制造出UHTCMC涡轮发动机叶片、紧固件，并经受住了2900°C的等离子炬测试。
Americarb：该公司专注于生产最高温度可达2500°C的C/C和特种石墨，供应板材、管材、炉具/支架和定制零件。公司支持国防、航天、核能、电池、燃料电池和氢电解等领域的应用，并正在开发OCMC和SiC产能。
亚太地区：扩大产能，融入全球供应链
日本碳素：垄断高性能SiC纤维供应，全球市占率超70%。目前，国外能够实现碳化硅纤维商业化出售的公司只有日本碳素公司（Nicalon系列）、日本宇部公司（ZMI和Tyranno系列）、美国道康宁公司（Syramic纤维）和NASA（Syramic-iBN纤维）。美国GE公司已经大量使用日本碳素公司的Nicalon纤维制备SiC/SiC导向叶片以及涡轮外环等部件，应用于其商业化的发动机中。
日本东丽：公司聚焦氧化物/氧化物CMC，通过溶胶-凝胶法实现Al2O3纤维与基体的低损伤复合，成本较非氧化物体系降低40%。
近些年，我国相关企业投入研发、加强产学研合作等方式，行业得到了较大发展，并在技术追赶方面实现了多个关键技术突破，国产替代进程不断加速。
陶瓷基复合材料产业链主要环节及公司
SiC纤维方面：我国已形成以国防科大、厦门大学和中南大学为研发中心的三个产业集群。其中第二代碳化硅纤维已发布国家标准，产业趋于成熟，火炬电子、苏州赛菲和众兴新材均建成年产10吨级产线；第三代碳化硅纤维也实现了技术突破，实验室研发产品与日本同类型产品水平相近，不过目前仅火炬电子实现量产，国内供应高度依赖进口，国产替代空间巨大。
氮化物陶瓷纤维方面：国内主要研制单位为山东工陶院、国防科技大学和厦门大学，已具备批产能力。虽然国内氮化物陶瓷纤维的发展稍晚于国外，但是基础研究发展很快，基本形成了与美、日、德、法并跑的科研格局。
在AI2O3纤维方面：2022年，上海榕融新材料在临港新片区投产的先进制造基地一期项目，产能达700吨，突破了国内Al2O3连续纤维大规模工业化生产的技术瓶颈。该公司由此成为世界第三家、中国首家具备该纤维量产能力的企业，填补了国内高性能纤维材料空白，为Al2O3/Al2O3CMC产业化应用奠定基础。
在制备工艺方面：CVI工艺已实现工业化生产，PIP工艺较为成熟，MI工艺也有相关单位及企业布局。在刹车、飞行器防热等领域，碳陶刹车盘已批量应用于汽车、飞机和高铁等。在航空发动机领域，第三代SiC纤维的生产以及CMC在航发上尚未实现规模化工程应用。
来源：
复合材料：全球陶瓷基复合材料竞速：最新技术、产能布局与战略合作全解析
观研报告网：陶瓷基复合材料为何成为大国竞争的关键材料？
天瑞丰年：百亿赛道！陶瓷基复材（CMC）未来可期
张岩：GE的陶瓷基复合材料发展概述
（www.188betkr.com 编辑整理/空青）
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