一种长期受制于人的战略材料,迎来关键突破。6月3日,湖南泽睿新材料有限公司发布消息,其完全自主研制的 “高结晶第三代 Zelramic-iBN 连续碳化硅纤维制备技术”,通过由中国工程院院士黄伯云担任组长的专家组鉴定。专家组一致认定,该技术填补国内空白,达到国际领先水平。 来源:荣格复材技术 头图:豆包 插图:网络 Part 1 泽睿新材发布国际先进碳化硅纤维 高性能陶瓷基复合材料(CMC),是以连续陶瓷纤维为增强体、陶瓷相为基体复合而成的新型高温结构材料,其中碳化硅纤维增强碳化硅(SiCₓ/SiC)体系是综合性能最优、战略价值最高的品类。其作为制造航空发动机、高超音速飞行器等尖端装备热端部件的核心关键材料,是支撑航空航天、先进核能、高端装备发展的“卡脖子”基础材料。 泽睿新材此次实现产业化的第三代高结晶碳化硅纤维,相较于国内现有的一代(1100℃)、二代(1250℃)及三代(1350℃)碳化硅纤维产品,iBN型纤维的长期耐受温度稳定达到1800℃,并在该极端环境下仍能保持超过80%的强度保留率。 这一跨越,使得以此制备的陶瓷基复合材料能够承受远超现有镍基高温合金极限的工作温度,从而允许航空发动机在更高燃烧温度下运行,大幅提升推力和热效率,是推动动力装备从“金属时代”迈向“陶瓷时代”的革命性材料。 据悉,在高端战略领域,泽睿新材已具备年产吨级iBN型碳化硅纤维的稳定量产能力,跻身全球该顶级产品量产第一梯队;同时建成国内最大规模的单条年产20吨掺杂型碳化硅纤维连续生产线,形成覆盖国防尖端装备与民用高端制造的完整产品矩阵。泽睿新材也成为全球仅有的四家具备碳化硅纤维批产能力的企业之一,标志着我国在这一战略材料领域建立了从研发、生产到应用的完整产业能力。 Part 2 全球高性能陶瓷基复合材料研发与应用格局 (一)海外:技术垄断成型,航空领域率先规模化落地 从市场规模来看,全球CMC市场正处于高速增长通道。IMARC Group预测2026年至2034年复合年增长率为8.14%;另有机构预计2026年到2033年复合年增长率可达13.2%。 目前,全球CMC产业呈现美、日、欧三足鼎立、上游纤维高度垄断的格局,日企掌控高端碳化硅纤维源头产能,具备牌号研发及批产能力的代表企业包括日本Nippon Carbon、UBE,美国NGS、3M等;而美欧主导复合材料构件工程化与整机应用,美国的GE、普惠,法国赛峰集团,英国罗罗,日本的石川岛播磨重工等巨头积极布局CMC业务,头部企业瓜分全球近八成高端市场份额。 日本:垄断高端碳化硅纤维供给 日本 Nippon Carbon、UBE 两大企业深耕三代碳化硅纤维数十年,Tyranno、Hi-Nicalon 系列纤维长期垄断全球 1800℃级高温纤维市场,依靠完整专利壁垒、前驱体合成与高温热处理独家工艺,长期限制对华高端纤维出口,高端纤维单价曾达到黄金数倍,全球航空发动机、高超装备企业高度依赖其供货。其第三代高结晶纤维配套的SiC基复合材料,可稳定耐受 1700℃长期氧化工况,是欧美航发企业核心原材料来源。 东丽公司则聚焦氧化物CMC,通过溶胶-凝胶法实现成本较非氧化物体系降低40%。 美国:全产业链布局,军工民航同步批量应用 美国Specialty Materials 承接NASA碳化硅纤维技术,开发Sylramic超高温纤维,耐温上限突破1900℃,配套形成完整CVI、RMI 复合成型工艺体系。GE公司通过收购德国CVC公司掌握CVI与PIP复合工艺,在LEAP系列民用航空发动机高压涡轮导向叶片、燃烧室衬套批量使用SiC基复合材料,大幅减少冷却空气消耗、降低油耗与碳排放。NASA将C/SiC、SiC/SiC材料用于X-37B空天飞机热防护、高超音速飞行器前缘、火箭喷管,实现2000℃短时烧蚀服役;能源领域同步推进四代核反应堆包壳、燃气轮机高温部件工程验证。 欧洲:深耕氧化物体系,航空与航天协同发展 法国赛峰是欧洲CMC应用标杆,其开发的CERASEP®系列材料,使M88发动机喷管调节片重量减轻60%,耐温能力提升150℃;并在空客新一代客机发动机全面布局陶瓷基热端部件;奥地利、德国企业发力氧化物陶瓷纤维,开发1200℃级低成本CMC,适配工业燃气轮机、汽车高性能制动盘;欧空局IXV、Space Rider可重复使用飞行器全部采用C/SiC 热防护壳体,实现多次往返太空的极端热环境稳定服役。 (二)国内:多年攻坚追赶,上游纤维短板长期制约产业化 我国陶瓷基复合材料研究起步较晚,经过多轮国家新材料专项支持,在复合材料成型、构件加工、环境障涂层等下游环节已形成完整研发体系,西北工业大学、航天材料院所、头部新材料企业实现二代碳化硅纤维复合材料小批量应用,在国产军机发动机、高超音速导弹喷管、卫星热防护、高温半导体热场完成装机验证。 但长期以来,1800℃以上高结晶第三代碳化硅纤维完全依赖进口,海外企业实施分级供货限制,仅供应低耐温二代纤维。上游纤维供给不足直接抬高国产CMC构件成本、限制装备性能上限,形成“下游能做复合材料,上游核心纤维受制于人”的产业堵点。泽睿新材第三代 Zelramic-iBN 连续碳化硅纤维技术鉴定通过,正是补齐这一最关键上游短板的标志性突破,其自主金属掺杂工艺、空气交联量产路线,可稳定产出适配 1800℃以上服役场景的增强纤维,彻底打破海外技术封锁。 结语 过去数十年,我国在CMC领域长期处于“跟跑”状态,高端原料与技术严重依赖进口。泽睿新材的突破标志着我国在这一战略领域正式实现从追赶到并跑的关键跨越。


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