軍工新材料之碳化硅纖維：航空發動機熱端結構理想材料-220712（35頁）.pdf

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1、 請仔細閱讀在本報告尾部的重要法律聲明 軍工新材料之碳化硅纖維：航空發動機熱端結構理想材料 國防軍工 碳化硅產業蓬勃發展，國內具備碳化硅產業蓬勃發展，國內具備較較大工業化空間大工業化空間 碳化硅纖維具有高溫耐氧化性、高硬度、高強度、高熱穩定性、耐腐蝕性和密度小等優點，是最為理想的航空航天耐高溫、增強和隱身材料之一。SiC 纖維研制歷經三代，國內SiC 纖維技術達到國際水平，已經突破第二代、第三代 SiC 關鍵技術，但在工業化能力方面仍存在巨大的發展潛力。由碳化硅纖維制備的 SiC/SiC 復合材料在航空、航天、核能等領域具有廣泛的應用前景。據 Stratistics MRC 預測，碳化硅纖維市

2、場到 2026 年將增長至 35.87 億美元，10 年復合年增長率高達 34.4。而在發展中國家對新型裝備、發動機研究推進等因素的拉動下，全球陶瓷基質復合材料市場規模預計將從 2021 年的 88 億美元增長到 2031 年的 250 億美元，年復合增長率為 11.0%（據 Markets and Markets 預計）。SiC/SiCSiC/SiC 耐熱性能優異，將替代高溫合金在航耐熱性能優異，將替代高溫合金在航空空發發動動機機上的應用上的應用 高推重比是先進航空發動機不斷追求的目標，而隨著發動機推重比的提升，渦輪進口溫度不斷提高，現有高溫合金材料體系難以滿足先進航發。比如，現有推重比 1

3、0 一級的發動機渦輪進口溫度均達到了 1500，推重比 1215 的發動機渦輪進口平均溫度將超過 1800以上，這遠超高溫合金及金屬間化合物的使用溫度。目前，耐熱性能最好的鎳基高溫合金材料工作溫度只能達到 1100左右。而 SiC/SiC 使用溫度能提高到 1650，被認為是最理想的航空發動機熱端結構件材料。在歐美等航空發達國家，SiC/SiC 已在航空發動機靜止件上得到實際應用和批量生產，包括 M53-2，M88，M88-2，F100，F119，EJ200，F414，F110，F136 等多種型號軍/民用航空發動機；在轉動件的應用上仍處于研制試驗階段。國內基礎研究起步較慢，與國外工程化應用研

4、究存在巨大差距，但也已取得成果。2022 年 1 月，由西北工業大學使用國產新型陶瓷基復合材料打造的航空發動機整體渦輪盤成功完成首次飛行試驗驗證，這也是國內陶瓷基復合材料轉子件首次配裝平臺的空中飛行試驗，也有利于推動陶瓷基復合材料部件在無人機/靶機上大規模應用。評級及分析師信息 行業評級：推薦 行業走勢圖 分析師：陸洲分析師：陸洲 郵箱： SAC NO：S1120520110001 -26%-16%-5%5%16%27%2021/072021/102022/012022/04國防軍工滬深300證券研究報告|行業深度研究報告 Table_Date 2022 年 07 月 12 日 證券研究報告|

5、行業深度研究報告 請仔細閱讀在本報告尾部的重要法律聲明 2 19626187/2 1/2 01 902 28 16:59 SiCSiC 纖維通過電磁改性手段，發展成為最重要的高纖維通過電磁改性手段，發展成為最重要的高溫吸波材料之一溫吸波材料之一 隨現代無線電技術和雷達探測系統的迅猛發展，隱身技術作為提高武器系統生存、突防，尤其是縱深打擊能力的有效手段，已成為軍事強國角逐軍備高新技術的熱點。采用隱身材料技術是當前最有效可行的雷達隱身手段。而對于應用在特殊環境中的隱身材料，除了降低可探測性等基礎條件外，還要求材料具有良好的熱穩定性和耐腐蝕性。例如，高速飛行隱身戰機的發動機屋噴管、機翼邊緣和最錐帽等

6、部位會面臨高溫氧化、高低溫反復沖擊的考驗。SiC/SiC 不但具有優異的力學性能、抗氧化性能和更長的高溫使用壽命，還具有良好的吸波性能，滿足超高音速飛行器表面、發動機尾噴口、巡航導彈冒頭端等武器裝備高溫部位的隱身需求，應用前景廣闊。SiCSiC 材料具備小的中子吸收截面，適用于核反應堆材料具備小的中子吸收截面，適用于核反應堆領域領域 隨著對反應堆安全問題的日益重視，目前的商業水堆核電站幾乎全部使用的鋯合金燃燒元件被重新考慮，碳化硅 SiC為包殼或基體材料的新型燃料元件成為新的研究熱點。燃料元件是核反應堆的核心部件，其性能指標直接影響反應堆的安全性和經濟性。SiC 具有高溫強度大、硬度高、耐磨損

7、性好、抗熱沖擊性好、熱導率大以及抗氧化性強和耐化學腐蝕等優良特性，并且其小的中子吸收截面，低的固有活性和衰變熱，使其適用于核反應堆領域，在輕水反應堆、熔鹽反應堆和氣冷快堆均有良好的應用前景。目前，我國已形成以國防科大、西北工業大學、廈門大學為研發中心的若干碳化硅纖維產業集群。國防科大的碳化硅纖維技術產業化在蘇州、寧波等地開展，廈門大學在福建與當地企業合作，競爭優勢明顯。風險提示風險提示 新型裝備研制進度、放量進度不及預期等。證券研究報告|行業深度研究報告 請仔細閱讀在本報告尾部的重要法律聲明 3 19626187/2 1/2 01 902 28 16:59 正文目錄 1.陶瓷基復合材料（CMC

8、）是理想的高溫結構材料.5 1.1.陶瓷基體是復合材料重要的組成部分.5 1.2.增強纖維為主承力部分，對材料性能起決定性作用.6 1.3.界面層作為紐帶，影響復材增韌效果.7 2.碳化硅纖維及 SiC/SiC 復合材料.8 2.1.碳化硅（SiC）纖維.8 2.2.SiC/SiC 復合材料.12 3.碳化硅材料在航發上的應用.16 3.1.SiC/SiC 耐熱性能優異，將替代高溫合金在航發上的應用.16 3.2.SiC/SiC 材料在國外航空發動機上的應用現狀.18 3.3.CMC-SiC 復合材料在國內航空發動機上的研究現狀.24 4.碳化硅材料作為吸波材料的應用.25 4.1.耐高溫、耐

9、腐蝕新型吸波材料成為發展熱點.25 4.2.碳化硅既能用作涂敷型吸波材料，也能用作結構性材料.26 4.3.碳化硅吸波材料的具體應用.28 5.碳化硅材料在核燃料元件中的應用.29 6.風險提示.33 圖表目錄 圖 1 陶瓷基復合材料的界面示意圖.8 圖 2 界面層設計與復合材料力學性能的關系.8 圖 3 先驅體轉化法制備碳化硅纖維的過程.9 圖 4 活性炭纖維轉化法制備碳化硅纖維的過程.9 圖 5 國產第一代 SiC 纖維(a)和第二代 SiC纖維(b)顯微形貌.11 圖 6 一維、二維、三維及非織造織物碳化硅纖維示意圖.11 圖 7 SiC/SiC 復合材料斷裂后截面形貌：(a)韌性斷裂；

10、(b)脆性斷裂.12 圖 8 PIP 工藝流程.13 圖 9 CVI 工藝流程.13 圖 10 MI 工藝流程.14 圖 11 航空發動機傳熱增強和冷卻技術的演變.16 圖 12 先進發動機用材料發展趨勢.16 圖 13 發動機渦輪前進口溫度與輸出功率關系.17 圖 14 航空發動機的發展與渦輪前進口溫度.17 圖 15 SiC/SiC 復合材料的顯微結構.17 圖 16 C/SiC 復合材料的顯微結構.17 圖 17 CMC-SiC復合材料在國外航空發動機中的應用.18 圖 18 CMC在航空發動機熱端應用情況.18 圖 19 M88-2 用 CMC-SiC復合材料外調節片.20 圖 20

11、F414-GE-400 用 CMC-SiC復合材料調節片及密封片.21 圖 21 CMC燃燒室組件.21 圖 22 SiC/SiC 復合材料燃燒室火焰筒.22 圖 23 SiC/SiC復合材料柔性燃燒室.22 圖 24 SiC/SiC 復合材料全環燃燒室.23 圖 25 C/SiC 復合材料火焰穩定器.23 圖 26 CMC-SiC復合材料渦輪導葉和動葉.23 證券研究報告|行業深度研究報告 請仔細閱讀在本報告尾部的重要法律聲明 4 19626187/2 1/2 01 902 28 16:59 圖 27 F414 發動機 CMC 轉子葉片.24 圖 28 2022 年 1 月，國產陶瓷基復合材

12、料整體渦輪盤完成首次試飛.25 圖 29 F-117A隱身戰斗機.26 圖 30 F-22隱身戰斗機.26 圖 31 F119 渦輪風扇發動機.29 圖 32 F-35飛機三視圖.29 圖 33 三重 SiC包殼的結構和形貌.30 圖 34 球形燃料元件與 TRISO 包覆燃料顆粒.31 圖 35 棱柱形燃料元件與 QUADRISO 包覆顆粒.31 圖 36 包覆顆粒彌散在 SiC基體中的燃料元件.32 圖 37 含軸向陣列孔洞的 SiC燃料基體的制備過程.32 圖 38 用于氣冷快堆的彌散型燃料元件設計.32 表 1 耐溫陶瓷基體的基本性能.6 表 2 常用陶瓷纖維的基本性能.6 表 3 三

13、代碳化硅纖維介紹.10 表 4 國外不同型號 SiC/SiC CMC 及其性能.14 表 5 SiC/SiC 復合材料加工工藝比較.15 表 6 陶瓷基復合材料在航空發動機上的應用研究.19 表 7 吸波材料分類.26 表 8 SiC 纖維電磁改性法.28 表 9 典型包殼材料鋯合金、鎳基合金及碳化硅陶瓷的基本物理特性.30 證券研究報告|行業深度研究報告 請仔細閱讀在本報告尾部的重要法律聲明 5 19626187/2 1/2 01 902 28 16:59 1.1.陶瓷基復合材料陶瓷基復合材料（C CMCMC）是理想的高溫結構材料是理想的高溫結構材料 陶瓷基復合材料性能優異，是理想的高溫結構

14、材料。陶瓷基復合材料性能優異，是理想的高溫結構材料。陶瓷基復合材料（CMC）是指在陶瓷基體中引入增強材料，形成以引入的增強材料為分散相，以陶瓷基體為連續相的復合材料。連續纖維增強陶瓷基復合材料保留了陶瓷材料耐高溫、抗氧化、耐磨耗、耐腐蝕等優點的同時，充分發揮陶瓷纖維增強增韌作用，克服了陶瓷材料斷裂韌性低和抗外部沖擊載荷性能差的先天缺陷。這類材料已成為航空航天、軍事、醫療等多領域理想的高溫結構材料，廣泛應用于飛機發動機噴管、機翼護罩、導彈噴管、電磁窗、翼尖、尾舵、發動機渦輪等部件。相對于其他材料體系，陶瓷基復合材相對于其他材料體系，陶瓷基復合材料具有以下優點：（料具有以下優點：（1 1）輕質。）

15、輕質。陶瓷基復合材料密度低（僅為高溫合金的 1/31/4），可用于燃燒室、調節片/密封片等部件，能夠直接減輕質量 50%左右。（2 2）耐高溫。）耐高溫。陶瓷基復合材料的工作溫度高達 1650，能夠簡化甚至省去冷卻結構，優化發動機結構，提高發動機工作溫度和使用壽命。在無冷卻結構的條件下，可以在 1200長期使用。（3 3）優異的高溫抗氧化性能。）優異的高溫抗氧化性能。陶瓷基復合材料能夠在高溫環境，甚至是有氧環境下保持較高的穩定性，降低了熱防護涂層的研制和應用成本。（4 4）優異力學性能。）優異力學性能。通過制備工藝優化，特別是界面層組分和結構設計，陶瓷基復合材料的力學性能相對于單相陶瓷而言，有

16、了質的提升。陶瓷基復合材料通常由增強纖維、界面層和陶瓷基體陶瓷基復合材料通常由增強纖維、界面層和陶瓷基體 3 3 部分組成部分組成，其性能由各部分本身性能及相互作用共同決定。下面三小節將詳細介紹各部分的主要材料及對陶瓷基復合材料性能的影響。1.1.1.1.陶瓷基體陶瓷基體是復合材料重要的組成部分是復合材料重要的組成部分 陶瓷基體是復合材料重要的組成部分之一，其主要成分和結構對材料綜合性能陶瓷基體是復合材料重要的組成部分之一，其主要成分和結構對材料綜合性能具有重要的影響。具有重要的影響。一方面，陶瓷基體最先暴露于工作環境中，需承受溫度、粒子、水氧等服役環境的考核；另一方面，在外部沖擊載荷作用下陶

17、瓷基體最先承力并出現裂紋，其裂紋擴展方式是影響復合材料穩定性的重要因素。能夠用作陶瓷基復合材料基體的陶瓷主要有 3 類：（1 1）以石英玻璃為代表的玻璃陶瓷基體）以石英玻璃為代表的玻璃陶瓷基體，如鈣鋁硅酸鹽玻璃、鋰鋁硅酸鹽玻璃、鎂鋁硅酸鹽玻璃、硼硅酸鹽及石英玻璃；（2 2）以）以 Al2O3Al2O3 基為代表的基為代表的氧化物基體材料氧化物基體材料，如 Al2O3、釔鋁石榴石、ZrO2TiO2 基、ZrO2Al2O3 基等材料體系；（3 3）以）以 SiCSiC 基陶瓷為代表的非氧化物基體基陶瓷為代表的非氧化物基體，包括 SiC、Si3N4、BN 以及 Si-C-B-N復相陶瓷等，該類材料具

18、有強度高、硬度高、耐高溫性能優異的特點。下表列出了目前主要用到的幾種非氧化物基體（碳化硅、氮化硼、氮化硅）性能。氮化硼具有良好的力學性能，但燒結溫度只有 1900左右；氮化硼陶瓷具有高的耐溫性以及優異的介電性能，但力學性能較低；碳化硅陶瓷具有良好的耐高溫性、力學強度以及抗氧化性。綜上所述，制備綜合性能良好的陶瓷基復合材料，選用碳化硅綜上所述，制備綜合性能良好的陶瓷基復合材料，選用碳化硅作為基體最佳。作為基體最佳。證券研究報告|行業深度研究報告 請仔細閱讀在本報告尾部的重要法律聲明 6 19626187/2 1/2 01 902 28 16:59 表 1 耐溫陶瓷基體的基本性能 基體基體 密度密

19、度（g/cm3g/cm3）彎曲強度彎曲強度（MPaMPa）彈性模量彈性模量（GPaGPa）相對介電常數相對介電常數 介電損耗角正切介電損耗角正切 相變溫度（相變溫度（）碳化硅碳化硅 3 3.17.17 7 70000 1 10000 1 10 0 0 0.7.7 2 2600600 氮化硅氮化硅 2 2.4.4 1 17171 9 98 8 5 5.6.6 0 0.001.001 1 1899899 氮化硼氮化硼 1 1.25.25 9 96 6 1 11 1 3 3.1.1 0 0.0003.0003 3 3000000 資料來源：快速成型 SiC 陶瓷基復合材料及其性能研究，華西證券研究所

20、 1.2.1.2.增強纖維增強纖維為主承力部分，對為主承力部分，對材料性能材料性能起起決定性作用決定性作用 纖維作為復合材料的主要承力部分，對材料的性能具有決定性作用。纖維作為復合材料的主要承力部分，對材料的性能具有決定性作用。其影響因素包括：纖維型號、纖維的體積含量以及纖維的編織方法等。由于陶瓷材料脆性強，若想要最大化發揮陶瓷材料的優點應用在更廣闊的領域，必須對其進行增韌處理。常采用連續纖維增韌陶瓷基體，而高溫復合材料的增強體必須具備耐高溫、高強度和優異的介電性能等特點，以發揮纖維的增韌作用。常見的增強纖維包括石英纖維、碳纖維、碳化硅纖維、氧化物纖維等。表 2 常用陶瓷纖維的基本性能 種類種

21、類 生產廠家生產廠家 商品牌號商品牌號 組成（質量分數）組成（質量分數）/%纖維直纖維直徑徑/m/m 密度密度/（gcmgcm-3 3）拉伸拉伸強度強度 /GPa/GPa 拉伸拉伸模量模量/GPa/GPa 碳纖碳纖維維 TorayToray T T300300 -7 7.0.0 1 1.76.76 3 3.53.53 2 23030 T T700SC700SC -7 7.0.0 1 1.80.80 4 4.90.90 2 23030 T T800HB800HB -5 5.0.0 1 1.81.81 5 5.49.49 2 29494 T T1000GB1000GB -5 5.0.0 1 1.8

22、0.80 6 6.37.37 2 29494 M M40JB40JB -5 5.0.0 1 1.77.77 4 4.41.41 3 37777 M M60JB60JB -5 5.0.0 1 1.94.94 3 3.82.82 5 58888 TohoToho T Tenaxenax H HTA G30TA G30-500500 -7 7.0.0 1 1.76.76 3 3.92.92 2 23535 U UT500G30T500G30-700700 -6 6.9.9 1 1.80.80 4 4.81.81 2 24040 I IM600M600 -5 5.0.0 1 1.80.80 5 5.7

23、9.79 2 28585 H HM35M35 -6 6.7.7 1 1.79.79 2 2.94.94 3 34545 U UM40M40 -4 4.8.8 1 1.79.79 4 4.90.90 3 38080 U UM80M80 -4 4.1.1 1 1.97.97 3 3.33.33 6 65050 證券研究報告|行業深度研究報告 請仔細閱讀在本報告尾部的重要法律聲明 7 19626187/2 1/2 01 902 28 16:59 M Mitsubishi itsubishi RayonRayon T TR30SR30S -7 7.0.0 1 1.79.79 4 4.41.41 2 2

24、3535 T TR50SR50S -7 7.0.0 1 1.82.82 4 4.90.90 2 24040 M MR50R50 -6 6.0.0 1 1.80.80 5 5.30.30 2 29090 H HS40S40 -5 5.0.0 1 1.85.85 4 4.11.11 4 45050 碳化碳化硅纖硅纖維維 N Nippon ippon CarbonCarbon NicalonNicalon NLNL-200/201200/201 S Si i56.556.5C C31.231.2O O12.312.3 1 14 4 2 2.55.55 3 3 2 22020 H H-N Nicalo

25、nicalon S Si i62.462.4C C3 37 7.1 1O O0.50.5 1 14 4 2 2.74.74 2 2.8.8 2 27070 H H-N Nicalonicalon S S S Si i68.968.9C C3 30.90.9O O0.20.2 1 12 2 3 3.10.10 2 2.6.6 4 42020 U UBE BE IndustrialIndustrial Tyranno Tyranno Fiber ZMIFiber ZMI S Si i56.156.1C C3 34.24.2O O8.78.7 ZrZr1.01.0 1 11 1 2 2.48.48

26、3 3.4.4 2 20000 Tyranno Tyranno Fiber LoxFiber LoxM M S Si i55.455.4C C3 32.42.4O O10.210.2 TiTi2.02.0 1 11 1 2 2.48.48 3 3.3.3 1 18787 Tyranno Tyranno Fiber SFiber S S Si i50.450.4C C29.729.7O O17.917.9 TiTi2.02.0 8 8.5/11.5/11 2 2.35.35 3 3.3.3 1 17070 D Dow Corningow Corning S Sylramicylramic S S

27、i i66.666.6C C28.528.5O O0.80.8 B B2.32.3N N0.40.4TiTi2.12.1 1 10 0 2 2.95.95 3 3.4.4 2 28686 氧化氧化物纖物纖維維 3 3M M N Nextel 720extel 720 ALAL2 2O O3 3:85;SiO:85;SiO2 2:1515 1 1012012 3 3.4.4 2 2.1.1 2 26060 N Nextelextel 610610 ALAL2 2O O3 3:99:99 1 1012012 3 3.9.9 3 3.1.1 3 38080 N Nextel 055extel 055

28、 ALAL2 2O O3 3:73;SiO:73;SiO2 2:27:27 1 1012012 3 3.03.03 2 2.0.0 1 19393 N Nextel 440extel 440 ALAL2 2O O3 3:70;SiO:70;SiO2 2:28;B:28;B2 20 04 4:2 2 1 1012012 3 3.05.05 2 2.0.0 1 19090 資料來源：新一代發動機高溫材料-陶瓷基復合材料的制備、性能及應用，華西證券研究所 1.3.1.3.界面層界面層作為紐帶，作為紐帶，影響影響復材增韌效果復材增韌效果 界面層是連接增強相纖維和連續相基體的紐帶，界面層組分和結構決定纖

29、維與界面層是連接增強相纖維和連續相基體的紐帶，界面層組分和結構決定纖維與基體之間的結合強度，決定了增韌效果?；w之間的結合強度，決定了增韌效果。陶瓷基復合材料在外部載荷作用下的斷裂行為主要包括裂紋偏轉、微裂紋形成、界面解離、纖維斷裂以及纖維拔出等形式，其中纖維拔出是最重要的能量釋放途徑，而界面解離是纖維由基體拔出的前提條件。若界面結合力較強，陶瓷纖維難以起到增韌的效果，導致材料在外部載荷沖擊下出現脆性斷裂；若界面結合強度過低，基體無法通過界面將外部載荷傳遞到陶瓷纖維上，難以起到增強的作用。證券研究報告|行業深度研究報告 請仔細閱讀在本報告尾部的重要法律聲明 8 19626187/2 1/2 0

30、1 902 28 16:59 陶瓷基復合材料的可設計性很大程度源于界面層，理想的界面層應具有以下功陶瓷基復合材料的可設計性很大程度源于界面層，理想的界面層應具有以下功能：能：（1）在制備過程中抑制或阻止物理收縮和化學反應對陶瓷纖維損傷；（2）緩解纖維與基體間界面殘余熱應力；（3）在復合材料遭受外部載荷沖擊時，將載荷由基體傳遞至纖維，起到載荷傳遞作用；（4）改善界面結合強度，充分發揮界面解離、纖維拔出等能量耗散機制，使復合材料斷裂時呈現假塑性特征。近年來用于復合材料制備的界面層體系主要有熱解碳界面層（PyC）、BN 界面層、復合界面層。圖 1 陶瓷基復合材料的界面示意圖 圖 2 界面層設計與復合

31、材料力學性能的關系 資料來源：快速成型 SiC 陶瓷基復合材料及其性能研究，華西證券研究所 資料來源：新一代發動機高溫材料-陶瓷基復合材料的制備、性能及應用，華西證券研究所 2.2.碳化硅纖維及碳化硅纖維及 S Si iC/SC/Si iC C 復合材料復合材料 本章將主要介紹碳化硅纖維以及連續碳化硅纖維增強碳化硅陶瓷基復合材料(SiC/SiC 復合材料)的制備工藝和研制情況。2.1.2.1.碳化硅（碳化硅（SiSiC C）纖維纖維 碳化硅纖維性能良好，常用作耐高溫材料和增強材料碳化硅纖維性能良好，常用作耐高溫材料和增強材料。碳化硅纖維是一種以碳和硅為主要成分的高性能陶瓷材料，從形態上分為晶須

32、和連續碳化硅纖維，具有高溫耐氧化性、高硬度、高強度、高熱穩定性、耐腐蝕性和密度小等優點。與碳纖維相比，在極端條件下，碳化硅纖維能夠保持良好的性能。由于其具有良好的性能，在航空航天、軍工武器裝備等高科技領域備受關注，常用作耐高溫材料和增強材料。2.1.1.2.1.1.碳化硅纖維制備工藝碳化硅纖維制備工藝 碳化硅纖維的制備方法主要有先驅體轉化法、化學氣相沉積法（CVD)和活性炭纖維轉化法 3 種。3 種制備方法各有優缺點，而且使用不同制備方法制備的碳化硅纖維也具有不同的性能。先驅體轉化法是目前主要采用的先驅體轉化法是目前主要采用的碳化硅纖維碳化硅纖維研制方法研制方法。先驅體轉化法是由日本東北大學矢

33、島教授等人于 1975 年研發，包括先驅體合成、熔融紡絲、不熔化處理與高溫燒結 4 大工序，先驅體轉化法制備碳化硅纖維需要先合成先驅體聚碳硅烷（PCS)。日本、美國等國家的材料制造公司積極利用該法將碳化硅纖維進行工業化生 證券研究報告|行業深度研究報告 請仔細閱讀在本報告尾部的重要法律聲明 9 19626187/2 1/2 01 902 28 16:59 產，逐漸形成了 3 代碳化硅纖維。先驅體轉化法制備碳化硅纖維是目前采用比較廣泛的一種方法，技術相對成熟、生產效率高、成本低，適合于工業化生產。圖 3 先驅體轉化法制備碳化硅纖維的過程 資料來源：碳化硅纖維國內外研究進展，華西證券研究所 化學化

34、學學氣相沉積法學氣相沉積法（CVDCVD 法）法）制備碳化硅纖維純度較高，但由于直徑較粗，較難制備碳化硅纖維純度較高，但由于直徑較粗，較難織成復合材料?？棾蓮秃喜牧?。CVD 法的基本原理就是在連續的鎢絲或碳絲芯材上沉積碳化硅。該方法的制備過程中，利用碳絲更為合適。一方面，碳的質量比鎢的質量小，可以制得更輕的碳化硅纖維；另一方面，鎢與碳化硅會發生化學反應，使得在高溫環境下碳化硅纖維的強度變差。在碳絲上沉積碳化硅能夠得到更穩定的碳化硅纖維及其復合材料。CVD 法制備的碳化硅纖維的純度比較高，因此纖維在高溫下的強度、抗蠕變、穩定性等性能良好。但是，與先驅體轉化法相比，CVD 法制備的碳化硅纖維直徑較

35、粗，無法進行編織，因此在利用纖維制成復合材料時比較困難?；钚蕴坷w維轉化法原料價格低廉，制備過程活性炭纖維轉化法原料價格低廉，制備過程相對相對簡單，適合工業化生產。簡單，適合工業化生產?；钚蕴坷w維轉化法是在先驅體轉化法和 CVD 法之后被研發出來的。主要包括制備活性炭纖維、高溫反應氣態氧化硅、熱處理生產碳化硅纖維三步。因為制備活性炭纖維的原材料價格比較低廉，并且制備過程也比較簡單，所以利用活性炭纖維轉化法制備碳化硅纖維的成本較低。與先驅體轉化法和 CVD 法相比，該方法更適用于工業化生產碳化硅纖維。此外，利用活性炭纖維轉化法制備碳化硅纖維主要由碳化硅微晶構成，氧含量僅占 5.9%。由于氧含量的大

36、大降低，纖維的抗拉強度變大，能達到 1000MPa 以上。圖 4 活性炭纖維轉化法制備碳化硅纖維的過程 資料來源：碳化硅纖維國內外研究進展，華西證券研究所 2.1.2.2.1.2.SiSiC C 纖維纖維研制歷經研制歷經三代，國內技術達到國際水平三代，國內技術達到國際水平 三代三代碳化硅碳化硅纖維均已實現工業化生產，日本碳公司和宇部公司總產量占全球纖維均已實現工業化生產，日本碳公司和宇部公司總產量占全球 8 80%0%。根據結構組成和性能，SiC 纖維主要分為三代。目前國際上 SiC 纖維的生產企業主要集中在日本，包括日本碳公司(Nippon Carbon)和日本宇部公司(Ube Indust

37、ries)。兩家公司的總產量占到全球的 80%左右。目前第一代、第二代和第三代 SiC 纖維均實現了工業化生產，其中 NipponCarbon 公司的純 SiC 纖維(牌號 Nicalon)和 Ube Industries 公司的含鈦、含鋯、含鋁等類型的 SiC 纖維(牌號 Tyranno)產量均達到 100 噸級，且基本保持穩定。證券研究報告|行業深度研究報告 請仔細閱讀在本報告尾部的重要法律聲明 10 19626187/2 1/2 01 902 28 16:59 表 3 三代碳化硅纖維介紹 類型類型 工業化產品工業化產品 特點特點 第一代第一代 高氧、高碳SiC 纖維 以 Nippon C

38、arbon 公司的 Nicalon 200 纖維和 UbeIndustries 公司的 Tyranno LOX-M 纖維為代表 一代 SiC 纖維氧含量在 10wt%以上，纖維含有部分 SiCXOY相和游離碳。在惰性氣氛中較高溫度(高于 1200)下，該纖維內部的 SiCXOY 相會發生分解反應，并伴隨SiC 晶粒的粗化，纖維內部產生大量孔洞和裂紋等缺陷，導致纖維力學性能急劇下降。在氧化氣氛中，SiCXOY 相分解的同時，纖維表面開始氧化，生成的 SiO2 和逸出的CO 導致部分孔洞的形成，嚴重影響纖維的力學性能。在氧化溫度為 1200時，纖維性能變得非常差，難以作為復合材料的增強纖維使用。第

39、二代第二代 低氧、高碳含量 SiC 纖維 以 Nippon Carbon 公司的 Hi-Nicalon 纖維和 Ube Industries 公司的 Tyranno LOX-E纖維、Tyranno ZM 纖維和 Tyranno ZE 纖維為代表 基于一代纖維中高氧高碳結構對熱力學穩定性的影響，研究人員采用電子輻照等技術改進了不熔化處理工序，大幅降低了交聯過程中氧元素的引入。相比于第一代 Nicalon型 SiC 纖維，Hi-Nicalon 纖維氧含量很低，無 SiCXOY 相存在，但是依舊富碳，主要由-SiC、無定型 SiC 以及游離碳相組成，提升了材料的高溫穩定性。第三代第三代 近化學計量比

40、 SiC 纖維 以 Nippon Carbon 公司的 Hi-Nicalon S 纖維、UbeIndustries 公司的 Tyranno SA 纖維和美國 Dow Corning公司的 Sylramic 纖維等為代表 基于第二代纖維游離碳較多對纖維高溫氧化氣氛中穩定性的影響，Nippon Carbon 公司在 Hi-Nicalon 纖維的基礎上進一步降低游離碳含量，研制成功接近 SiC 化學計量比的第三代 SiC 纖維，即 Hi-Nicalon S 纖維。該纖維主要組成為晶粒尺寸為亞微米級的-SiC 晶粒，此外包含少量游離碳和痕量氧。近化學計量比的組成形態顯著提升了 SiC 纖維的模量，同時

41、纖維晶間相含量的降低則明顯改善了材料的抗蠕變性能。第三代 SiC 纖維具有優異抗氧化性能和抗蠕變性能，顯著拓寬了其在航空航天熱端構件領域的應用。資料來源：快速成型 SiC 陶瓷基復合材料及其性能研究，華西證券研究所 國內國內 SiSiC C 纖維技術達到國際水平，工業化能力仍有差距。纖維技術達到國際水平，工業化能力仍有差距。目前，國內研制單位主要包括國防科技大學、廈門大學(含火炬電子科技股份有限公司)?？傮w而言，國內已經實現第二代、第三代 SiC 關鍵技術，但由于基礎研究起步較晚，雖然取得了顯著進步，但在質量穩定性和工業化能力方面與日本等發達國家的先進水平差距巨大。上世紀 80 年代開始，國防

42、科技大學在實驗室開展先驅體熱解轉化方法制備 SiC 纖維的研究，經過近 30 年的艱難攻關，攻克了先驅體 PCS 的合成、多孔熔融紡絲、原絲不熔化及連續纖維高溫燒成等關鍵技術，制得了第一代連續 SiC 纖維（KD-I 型纖維），纖維性能與日本 Nicalon 纖維性能相當。近年來，通過改進先驅體合成方法，建立非氧氣氛不熔化處理方法（電子束輻照方法與活性氣氛不熔化方法），制得了低氧含量的 SiC 纖維。通過制備工藝的改進，制得了第二代連續 SiC 纖維（KD-II 型SiC 纖維），性能相當于日本碳公司 Hi-Nicalon 水平，并已建立了中試生產線。廈門大學于 2000 年后也開展了 SiC

43、 纖維的相關研究。在第三代 SiC 纖維制備研究中，對 Tyranno SA 型和 Hi-Nicalon S 型 SiC 纖維均進行了初步探索其后，其 證券研究報告|行業深度研究報告 請仔細閱讀在本報告尾部的重要法律聲明 11 19626187/2 1/2 01 902 28 16:59 研發思路主要集中于 Hi-Nicalon S 型纖維的制備方法，并在 PCS 纖維的電子束輻照交聯、還原氣氛下的纖維燒成等方面取得了一定研究成果?；鹁骐娮优c廈門大學合作，已建立第二代、第三代 SiC 纖維材料 10 噸生產線，該技術屬國內首創，處于國內、外同行業的領先水平。圖 5 國產第一代 SiC 纖維(a

44、)和第二代 SiC 纖維(b)顯微形貌 資料來源：連續碳化硅纖維增強碳化硅陶瓷基復合材料研究進展，華西證券研究所 隨著碳化硅纖維生產鏈的不斷擴大，應用范圍不斷拓展，市場隨著碳化硅纖維生產鏈的不斷擴大，應用范圍不斷拓展，市場規?？焖贁U容規?？焖贁U容。據 Stratistics MRC 預測，碳化硅纖維市場到 2026 年將增長至 35.87 億美元，2017年至 2026 年的復合年增長率高達 34.4。而據 MarketsandMarkets 預計，全球陶瓷基質復合材料市場規模預計將從 2021 年的 88 億美元增長到 2031 年的 250 億美元，年復合增長率為 11.0%。發展中國家，

45、尤其是亞太地區（如中國、印度、新加坡和泰國）對陶瓷基體復合材料的需求不斷增長，將推動市場增長。2.1.3.2.1.3.碳化硅纖維的應用碳化硅纖維的應用 碳化硅纖維作為一種紡織類纖維增強材料，通常以復合材料的形式應用于各個領域，被認為是很有應用前景的一種結構材料，它具有優良的電磁波吸收性，且具有高強高模、耐高溫、抗氧化、耐腐蝕、抗蠕變等優點，其中，耐高溫和優良的電磁波吸收性是最突出的兩個優點。通常以一維形式的纖維、二維形式和三維形式的纖維集通常以一維形式的纖維、二維形式和三維形式的纖維集合體、非織造織物的形式應用于各個領域的各類零部件。合體、非織造織物的形式應用于各個領域的各類零部件。圖 6 一

46、維、二維、三維及非織造織物碳化硅纖維示意圖 資料來源：陶瓷基復合材料在航空發動機熱端部件應用及熱分析研究進展，華西證券研究所 證券研究報告|行業深度研究報告 請仔細閱讀在本報告尾部的重要法律聲明 12 19626187/2 1/2 01 902 28 16:59 1 1)以一維形式存在時以一維形式存在時，通常以短切或連續纖維的形式應用于軍事、儀器儀表、汽車、宇航、航空、體育用品、電子信息、音響器材、窖爐材料、醫衛用品等。在民用領域，碳化硅纖維已經應用到了日本的防盜和防火探測器探頭中。2 2)以二維形式的纖維集合體存在時以二維形式的纖維集合體存在時，通常以平面織物形式應用于航天飛機、超高音運輸機

47、的高溫區和蓋板，空間飛機或探測器發動機的平面翼板及前沿曲面翼板燃燒室，燃氣渦輪發動機的靜翼面、葉片、翼盤、支架和進料管，飛機以及高超飛行器的發動機噴口擋板、調節片、襯里、葉盤。實際應用中，德國“桑格爾”、法國“海爾梅斯”、美國 Solarturlinces、美國航天飛機系列、日本的 Hope-X、日本 IHI 公司制造的尾椎和消聲器、日本 AMG 公司制造的燃燒室、法國 SNECMA 公司研制開發的軍用飛機火焰穩定器、Weatline 渦輪葉片、飛機發動機“LEAP-X”、日本 AMG 燃料室、法國 Rafale 戰斗機的 M88 發動機部分構件中都存在該形式的碳化硅纖維。3 3)以三維形式的

48、纖維集合體存在時以三維形式的纖維集合體存在時，通常以異形編織物的形式應用于飛機、巡航 彈的尾翼、頭錐、魚鱗板、尾噴管，一般是以碳化硅增強鋁或碳化硅纖維與 PEEK混編織物的形式存在，其主要發揮優良的吸波性能，用作隱身材料。美國洛克希德公司的隱身戰機 F-22 的 4 個直角尾翼，法國“幻影 2000”戰斗機的 M53 發動機，法 國Alcore 公司的無人駕駛遙控隱身飛機“豺狼”，日本 IHI 公司生產的軍用飛機上均有碳化硅纖維三維產品的身影。4 4)以非織造織物存在時以非織造織物存在時，通常以纖維氈的形式應用于核電站耐輻射材料及核聚變裝置的第一堆壁、偏濾器、燃料包覆以及控制棒材料。在韓國、美

49、國和德國方程賽車的剎車盤上也有應用。碳化硅纖維的各種優良性能，賦予了其被廣泛應用于各個領域的可能，使其能充分發揮自身的性能特點。2.2.2.2.S SiC/SiCiC/SiC 復合材料復合材料 S Si iC C/S Si iC C 復合材料綜合性能優異，在航空、航天、核能等領域具有廣泛的應用前復合材料綜合性能優異，在航空、航天、核能等領域具有廣泛的應用前景。景。SiC/SiC 復合材料是指在 SiCSiC 陶瓷基體陶瓷基體中引入 SiC SiC 纖維纖維作為增強相，進而形成以SiC 纖維為增強相和分散相、以 SiC 陶瓷為基體相和連續相的復合材料。SiC/SiC 復合材料的結構和組分特征決定

50、了該類材料繼承保留了碳化硅陶瓷材料耐高溫、抗氧化、耐磨耗、耐腐蝕等優點，同時通過發揮 SiC 纖維增強增韌機理，克服了材料固有的韌性差和抗外部沖擊載荷性能差的先天缺陷。SiC/SiC 復合材料綜合性能優異，在航空、航天、核能等領域具有廣泛的應用前景，特別是在航空發動機燃燒室內襯、燃燒室筒、噴口導流葉片、機翼前緣、渦輪葉片和渦輪殼環等熱端部位。圖 7 SiC/SiC 復合材料斷裂后截面形貌：(a)韌性斷裂；(b)脆性斷裂 資料來源：連續碳化硅纖維增強碳化硅陶瓷基復合材料研究進展，華西證券研究所 證券研究報告|行業深度研究報告 請仔細閱讀在本報告尾部的重要法律聲明 13 19626187/2 1/

51、2 01 902 28 16:59 SiC/SiC 復 合 材 料 的 制 備 工 藝 主 要 包 括 聚 合 物 浸 漬 裂 解 工 藝(Polymer Infiltration and Pyrolysis,PIP)、化 學 氣 相 滲 透 工 藝(Chemical Vapor Infiltration,CVI)、熔滲工藝(Reactive Melt Infiltration,RMI)和漿 料 浸漬熱壓法（SlurryInfiltration and Hot-Pressing process，SIHP）等。PIP PIP 工藝工藝是近些年來研究較多、發展迅速的陶瓷基復合材料制備工藝之一，將聚

52、合物有機先驅體（溶液）浸漬至纖維預制體內部，進而高溫裂解生成陶瓷基體，優點在于處理溫度較低，近凈成型，對于纖維的損傷較小。并且基體可設計性強，可在數次浸漬-裂解周期后得到易加工的中間產品，進行精細加工后再進行進一步致密化，適合制備形狀復雜的大型構件。但陶瓷收率低、制造周期長、材料孔隙率高。圖 8 PIP 工藝流程 資料來源：碳化硅纖維增韌碳化硅陶瓷基復合材料的發展現狀及其在航空發動機上的應用，華西證券研究所 CVICVI 工藝工藝主要通過氣相先驅體高溫裂解，在纖維表面沉積獲得致密化復合材料，通過該法制備的材料純度高、基體一般具有完整晶體結構，力學性能優異。得到的復合材料外形基本由預制體決定，能

53、實現近凈成型，制備形狀復雜的部件；在同一沉積爐中，可依次進行界面相、基體以及構件表面涂層的沉積，制備變組分或變密度的復合材料，實現材料的優化設計。缺點在于沉積速率低、制造周期長、成本高、復合材料孔隙率高。圖 9 CVI 工藝流程 資料來源：碳化硅纖維增韌碳化硅陶瓷基復合材料的發展現狀及其在航空發動機上的應用，華西證券研究所 R RMIMI 工藝工藝最大的優點為能夠通過一次成型制備致密且基本無缺陷的基體，而且預成型件與構件之間結構尺寸變化較小，被認為是快速、低成本制備近凈成型復雜形狀構件的有效途徑。但該工藝的主要問題在于：熔滲過程溫度較高，對纖維損傷較大；在熔融浸滲過程中，金屬與氧氣等反應形成致

54、密氧化物膜，阻礙金屬進一步反應而在材料內部形成殘留，可能會影響復合材料的高溫穩定性。證券研究報告|行業深度研究報告 請仔細閱讀在本報告尾部的重要法律聲明 14 19626187/2 1/2 01 902 28 16:59 圖 10 MI 工藝流程 資料來源：碳化硅纖維增韌碳化硅陶瓷基復合材料的發展現狀及其在航空發動機上的應用，華西證券研究所 各國對陶瓷基復合材料工藝都進行了詳細的研究，其中日本擁有聚碳硅烷（PCS）和連續 SiC 纖維制備技術，主要開展 PIP 工藝制備纖維增強 SiC 復合材料的研究,特別是在 SiCf/SiC 復合材料制備上具有較高的研究水平；法國以 CVI 技術為主，且技

55、術水平屬國際領先；德國以 RMI 和 PIP 技術為主,特別是 RMI 技術世界領先；美國對 PIP、CVI 和 RMI 工藝均有研究，且均有較高的研究水平，特別是 RMI 工藝，已經成為 GE 公司陶瓷基復合材料制備的主流工藝。國內碳化硅基復合材料制備以 CVI、PIP、RMI 技術為主，主要研究單位包括西北工業大學、航天材料及工藝研究所、西安航天復合材料研究所、中國科學院上海硅酸鹽研究所、航空工業復合材料技術中心、國防科技大學等。其中，西北工業大學張立同院士團隊與中國燃氣渦輪研究院（現中國航發四川燃氣渦輪研究院）合作開發的7001200長壽命自愈合碳化硅陶瓷基復合材料(CMC-MS)獲得了

56、 2004 年度國家技術發明一等獎，在此基礎上投入并建成了國內領先、國際先進的 CMC 構件工程化基地。表 4 國外不同型號 SiC/SiC CMC 及其性能 研制機構研制機構 牌號牌號 纖維類型纖維類型 制備工藝制備工藝 室溫拉伸強度室溫拉伸強度/MPMPa a 失效時長失效時長 美國美國 G GE E公司公司 Hypercomp PP-HN Hi-Nicalon MI 321 1000h/1200 Hypercomp SC-H Hi-Nicalon MI 358 1000h/1200 美國美國 N NASAASA N22 Sylramic CVI+MI 400 500h/1204 N24-

57、A Sylramic-iBN CVI+MI 450 500h/1315 N24-B Sylramic-iBN CVI+MI 450 500h/1315 N24-C Sylramic-iBN CVI+MI 310 1000h/1315 N26 Sylramic-iBN CVI+PIP 330 300h/1450 法國法國S SNECMANECMA A410 Hi-Nicalon CVI 200-315 600h/1200 A416 Hi-CVI 200-315 200h/1400 證券研究報告|行業深度研究報告 請仔細閱讀在本報告尾部的重要法律聲明 15 19626187/2 1/2 01 90

58、2 28 16:59 Nicalon-S 資料來源：碳化硅纖維增韌碳化硅陶瓷基復合材料的發展現狀及其在航空發動機上的應用，華西證券研究所 S Si iC/SC/SiCiC 復合材料加工工藝包括復合材料加工工藝包括傳統機械加工、超聲波技術、激光加工技術、高傳統機械加工、超聲波技術、激光加工技術、高壓水射流技術和電火花加工技術等。壓水射流技術和電火花加工技術等。SiC/SiC 復合材料硬度高，材料由基體、纖維等多部分構成，具有明顯的各向異性，加之復合材料的表面形貌、尺寸精度和位置精度等對構件的安全性、可靠性和使用壽命等都有重要影響，一般采用傳統機械加工技術和特種加工技術相結合的方式實現材料的精確加

59、工。日本在陶瓷基復合材料銑削、切削、磨削、鉆削等傳統加工領域方面優勢明顯，美國、德國、英國、俄羅斯等國家在超聲波加工、電火花加工、高壓水射流加工以及激光加工等領域進行了深入研究。表 5 SiC/SiC 復合材料加工工藝比較 加工工藝加工工藝 工藝路線工藝路線 優點優點 劣勢劣勢 傳統機械加工傳統機械加工 基于傳統的銑削、切削、磨削、鉆削等金屬材料加工技術，選擇高硬度的金剛石刀具和加工程序對 SiC/SiC 復合材料進行加工，加工工藝的優化、刀具的選擇、加工余量的設計是影響加工效果的重要因素 適宜于 SiC/SiC 復合材料機的型面加工，外形尺寸易于控制，材料表面光潔度高。不適宜于小尺寸、孔結構

60、的加工。研究表明，采用鉆削制孔加工獲得的SiC/SiC 復合材料孔結構表面不平整，存在微裂紋 超聲波技術超聲波技術 利用超聲波振子引發工具產生超聲頻的縱向振動，在材料表面與高速運動的磨砂粒子撞擊，從而對被加工表面進行拋磨，實現材料的微加工 加工損傷較小，加工質量高 加工效率低，適宜于孔結構和型腔成型加工 激光加工技術激光加工技術 主要以原子躍遷過程中釋放出來的高能量光子為熱源，照射到材料表面，光能轉化為極高密度的熱能，產生局部瞬時高溫，導致材料熔化甚至氣化實現去除 無需刀具和模具，屬于非接觸性加工技術 過程伴隨較大的熱應力，可能導致微裂紋的產生。此外，該工藝成本較高，不利于實現工程化應用 高壓

61、水射流技術高壓水射流技術 在高壓高速水射流中加入超硬磨粒，形成高速沖擊的液固兩相高速射流，實現材料的加工 屬于冷態切割，無熱影響，不會產生熱應力 該工藝分辨率低(一般高于 0.5mm)，高速超硬磨粒的沖擊易引起崩邊等結構缺陷及損傷，僅適用于復合材料的粗加工 電火花加工技術電火花加工技術 利用電極之間脈沖放電熱效應實現對材料的去除加工 加工材料和工具無直接接觸、無刀具磨損問題。對于非導電陶瓷材料，可采用電解液法和高壓電法 在加工過程中存在有較大熱影響，導致加工工件出現微裂紋和電極產生損耗等問題 資料來源：連續碳化硅纖維增強碳化硅陶瓷基復合材料研究進展，華西證券研究所 證券研究報告|行業深度研究報

62、告 請仔細閱讀在本報告尾部的重要法律聲明 16 19626187/2 1/2 01 902 28 16:59 3.3.碳化硅材料在航發上的應用碳化硅材料在航發上的應用 3.1.3.1.S Si iC C/S Si iC C 耐熱性能優異，將替代高溫合金在航發上的應用耐熱性能優異，將替代高溫合金在航發上的應用 推重比是先進航空發動機的衡量指標，新型材料的應用是提高推重比的有效方推重比是先進航空發動機的衡量指標，新型材料的應用是提高推重比的有效方法。法。航空發動機是飛機的心臟，是飛機機動性、航程、可靠性、經濟性等性能的主要決定因素之一，而推重比是衡量發動機技術水平和工作能力的綜合指標之一。如何進一

63、步提高發動機推重比，降低服役成本等是現階段各國研究的重點。國內外的研究表明在維持發動機布局和不改變常規金屬材料的前提下，氣動、熱力、部件設計以及結構減重等技術手段的改進，最高只能將發動機的推重比提高到 14 左右。對于推重比 1215 及更高推重比的發動機，則必須在新材料、新工藝應用和新結構設計等方面取得更大突破。對于推重比 1520 的發動機，新材料、新工藝及相應新結構對提高推重比的貢獻將高達 50%70%。圖 11 航空發動機傳熱增強和冷卻技術的演變 圖 12 先進發動機用材料發展趨勢 資料來源：陶瓷基復合材料在航空發動機熱端部件應用及熱分析研究進展，華西證券研究所 資料來源：航空材料技術

64、的發展現狀與展望，華西證券研究所 現有高溫合金材料體系難以滿足先進航發，陶瓷基復材成為最有應用潛力的材現有高溫合金材料體系難以滿足先進航發，陶瓷基復材成為最有應用潛力的材料。料?，F有推重比 10 一級的發動機渦輪進口溫度均達到了 1500，如 M88-2 型發動機渦輪進口溫度達到 1577，F119 型發動機渦輪進口溫度達到 1700左右，而目前正在研制的推重比 1215 的發動機渦輪進口平均溫度將超過 1800以上。這遠遠超過了高溫合金及金屬間化合物的使用溫度。目前，耐熱性能最好的鎳基高溫合金材料工作溫度達到 1100左右，而且必須采用隔熱涂層，同時設計先進的冷卻結構。因此，現有的高溫合金材

65、料體系已經難以滿足先進航空發動機，要發展具有更高推重比的航空發動機，必須開發新型輕質、高強度、耐高溫、長壽命的發動機熱端部件材料。陶瓷基復合材料能夠滿足上述要求，成為能夠替代高溫合金在發動機高溫部件上應用最具有潛力的材料。證券研究報告|行業深度研究報告 請仔細閱讀在本報告尾部的重要法律聲明 17 19626187/2 1/2 01 902 28 16:59 圖 13 發動機渦輪前進口溫度與輸出功率關系 圖 14 航空發動機的發展與渦輪前進口溫度 資料來源：航發發動機用陶瓷基復合材料及制造技術，華西證券研究所 資料來源：陶瓷基復合材料在航空發動機熱端部件應用及熱分析研究進展，華西證券研究所 從陶

66、瓷基體角度來看從陶瓷基體角度來看，以，以SiCSiC 基陶瓷為代表的非氧化物基體基陶瓷為代表的非氧化物基體，具有強度高、硬度高、耐高溫性能優異的特點，特別是與制備技術較為成熟的 C 纖維和 SiC 纖維相容性較好，因此在航空發動機熱端部件上取得了廣泛的應用在航空發動機熱端部件上取得了廣泛的應用。以石英玻璃為代表的玻璃陶瓷基體本身耐高溫性能較差，一般不適合作為航空發動機熱端構件材料應用。而氧化物纖維增強陶瓷基復合材料具有廣闊的應用前景，但受制于氧化物纖維的發展水平，限制了這類陶瓷基體材料在航發熱端構件上的應用。從增強纖維角度來看，從增強纖維角度來看，碳化硅陶瓷基復合材料（CMC-SiC）主要包括

67、碳纖維增韌 碳化硅（C/SiC）和碳化硅纖維增韌碳化硅（SiC/SiC）。對于航空發動機，C/SiC 的使用溫度為 1650 攝氏度，SiC/SiC 的使用溫度為 1450，提高 SiC 纖維的使用溫度可使 SiC/SiC 使用溫度提高到 1650。由于 C/SiC 抗氧化性能較 SiC/SiC 差，國內外國內外普遍認為，航空發動機熱端部件最終獲得應用的應該是普遍認為，航空發動機熱端部件最終獲得應用的應該是 SiSiC C/S Si iC C。圖 15 SiC/SiC 復合材料的顯微結構 圖 16 C/SiC 復合材料的顯微結構 資料來源：新型碳化硅陶瓷基復合材料的研究進展，華西證券研究所 資

68、料來源：新型碳化硅陶瓷基復合材料的研究進展，華西證券研究所 與聚合物復合材料相比與聚合物復合材料相比，CMC-SiC 可提高強度和使用溫度。與高溫合金相比與高溫合金相比，在無空氣冷卻和熱障涂層的情況下，CMC-SiC 可降低冷卻氣流量 15%25%，提高工作溫度 150350，潛在使用溫度可達 1650，同時實現減重。與陶瓷材料相比與陶瓷材料相比，CMC-SiC 可改善脆性、缺陷敏感性并抑制缺陷體積效應，提高可靠性。與 Cf/C 復合材料相比，CMC-SiC 可提高抗氧化性、強度和使用壽命。由此可見，CMC-SiC 是高推重比航空發動機高溫部件用最具潛力的關鍵熱結構材料之一。研究表明，將 CM

69、C-SiC 用于 證券研究報告|行業深度研究報告 請仔細閱讀在本報告尾部的重要法律聲明 18 19626187/2 1/2 01 902 28 16:59 燃燒室、渦輪、加力燃燒室和噴管等熱端部件，可使發動機工作溫度提高 300500，結構減重 50%70%，推力提高 30%100%。3.2.3.2.S Si iC C/S Si iC C 材料材料在在國國外外航空發動機上的航空發動機上的應用應用現狀現狀 歐美等航空發達國家在航空發動機用 CMC-SiC 構件的研制與應用方面，遵循先靜先靜止件后轉動件，先中溫（止件后轉動件，先中溫（7 7001000001000）件后高溫（）件后高溫（1 100

70、013000001300）件，先簡單件后復）件，先簡單件后復雜件雜件的發展思路，優先發展中溫中等載荷（應力低于 120MPa）靜止件（密封片調節片、內錐體等）；以此為基礎發展高溫中等載荷（應力低于 120MPa）靜止件（火焰筒、火焰穩定器、渦輪外環、導向葉片等）；然后發展高溫高載荷（應力高于 120MPa）轉動件（渦輪轉子、渦輪葉片等）。C CMCMC-S Si iC C 已在中溫中等載荷靜止件上得到已在中溫中等載荷靜止件上得到實際應用和批產。實際應用和批產。從 20 世紀 90 年代開始，歐美以推重比810一級航空發動機（如F119，EJ200，F414，M88-，TRENT800等）為演示

71、驗證平臺，對 CMC-SiC 構件進行了大量應用驗證，歷時二十余年目前仍在進行?？己私Y果表明，CMC-SiC 可使中等載荷靜止件減重 50%以上，并顯著提高其疲圖 17 CMC-SiC 復合材料在國外航空發動機中的應用 資料來源：碳化硅陶瓷基復合材料在航空發動機上的應用需求及挑戰，華西證券研究所 圖 18 CMC 在航空發動機熱端應用情況 資料來源：陶瓷基復合材料在航空發動機熱端部件應用及熱分析研究進展，華西證券研究所 證券研究報告|行業深度研究報告 請仔細閱讀在本報告尾部的重要法律聲明 19 19626187/2 1/2 01 902 28 16:59 勞壽命?？偟膩碚f，噴管調節片密封片等中

72、溫中等載荷靜止件已完成全壽命驗證并進入實際應用和批量生產階段；燃燒室火焰筒和內外襯等高溫中等載荷靜止件正進行全壽命驗證，有望進入實際應用階段；而渦輪轉子和渦輪葉片等高溫高載荷轉動件尚處于探索研究階段。表 6 陶瓷基復合材料在航空發動機上的應用研究 發動機型號發動機型號 材料體系材料體系 應用部位應用部位 效果效果 M M88028802 SPECARBINOX A262 Cf/SiC 復合材料 外調節片 于 2002 年開始投入批生產，在國際上首次實現了陶瓷基復合材料在發動機上的應用 F F119119 SiC 復合材料 矢量噴管內壁板和外壁板 有效減重，從而解決飛機重心后移問題 F F414

73、414 SiC 復合材料 燃燒室 能夠提供較大的溫升，較長的壽命，需要的冷卻空氣較少 F F100100 SiC/SiC 密封片 累計工作時間 1300h，1200/100h，減重 60%。SiCf/SiC 材料比金屬密封片具有更好的抗熱機械疲勞性能 F F100100-PWPW-229229 SiC 基密封片 密封片 在 Pratt&Whitney（FL）和 Arnold（TN）空軍基地進行了 600h 以上的地面試車試驗，并在2005 年和 2006 年通過 F-16 和 F-15E 試飛試驗 F F110110 SiC/SiC 調節片 累計工作時間 500h，1200/100h，增加推力

74、35。取樣性能測試結果表明，SiCf/SiC 無明顯損傷 X XTC76/3TC76/3 SiC/SiC 燃燒室火焰筒 火焰筒壁可以承受 1589K 溫度 X XTC77/1TC77/1 SiC 復合材料 燃燒室火焰筒、高壓渦輪靜子葉片 改進了熱力和應力分析；質量減輕，冷卻空氣量減少 X XTC97TC97 SiC 復合材料 燃燒室 在目標油氣比下獲得了較小的分布因子 X XTE76/1TE76/1 SiC/SiC 低壓渦輪靜子葉片 提高了強度和耐久性，明顯減少了冷卻空氣需要量 E EJ200J200 SiC/SiC 燃燒室、火焰穩定器和尾噴管調節片 通過了軍用發動機試驗臺、軍用驗證發動機的嚴

75、格審定，在高溫高壓燃氣下未受損傷 TrentTrent800800 SiC 復合材料 扇形渦輪外環 可大幅度節省冷卻氣量、提高工作溫度、降低結構重量并提高使用壽命 F F136136（裝配（裝配F F3535）CMC 渦輪 3 級導向葉片 耐溫能力可達 1200，重量僅有鎳合金的 1/3?？赡苁翘沾苫鶑秃喜牧显趪姎獍l動機熱端部件上得到的首次商業應用 TrentTrent CMC 尾椎 截至 2013 年 1 月，運行 73h，未有熱或結構應力問題發生 證券研究報告|行業深度研究報告 請仔細閱讀在本報告尾部的重要法律聲明 20 19626187/2 1/2 01 902 28 16:59 Lea

76、pLeap-X X CMC 低壓渦輪導向葉片 質量僅為傳統材料的 1/2 甚至更輕，但可以耐 1200以上的高溫，并且不需要冷卻，易于加工 資料來源：新一代發動機高溫材料陶瓷基復合材料的制備、性能及應用，華西證券研究所 3.2.1.3.2.1.S Si iC/SC/Si iC C 復合材料在噴管部件上的應用復合材料在噴管部件上的應用 CMCCMC-SiCSiC 噴管調節片噴管調節片/密封片，已在國外密封片，已在國外 M53M53-2 2，M88M88，M88M88-2 2，F100F100，F119F119，EJ200EJ200，F414F414，F110F110，F136F136 等多種型號

77、軍等多種型號軍/民用航空發動機上成功試驗并應用多年。民用航空發動機上成功試驗并應用多年。早在 20 世紀 90 年代中期，法國 Snecma 公司研制的 Cf/SiC(SEPCARBINOXR A262)和SiC/SiC(CERASEPR A300)外調節片便成功應用于 M88-2 發動機，在驗證了其壽命目標后，于 2002 年投入批量生產后期，Snecma 公司采用抗氧化 BN 界面和高性能 SiC 纖維開發出自愈合CMC-SiC(CERASEPR A410)，成功解決了氧化損傷對構件壽命的影響。Snecma 公司還與 PW 公司合作研制了 CMC-SiC 密封片，并在 F100 發動機上完

78、成了地面加速任務試驗,累計工作 1300h，其中 1200/100h，實現減重 50%60%，表現出比金屬件更好的抗熱機械疲勞性能;轉移到外場進行評估后，在 F100-PW-229 發動機上進行了飛行試驗。目前，法國已實現 CMC-SiC 噴管構件向民用飛機(如空客 A380)發動機的推廣應用。美國 NASA 研制的 CMC-SiC 調節片在 F110 發動機上累計工作 500h，其中 1200/100h，增加推力35%。GE公司與 Goodrich公司合作開發出用于 F414 發動機的 CMC-SiC 調節片和密封片，其中，Goodrich 公司負責提供 CMC-SiCGE 公司進行考核和評

79、估。目前，GE 公司已進行了相關飛行試驗考核，累計工作 400h,1100/100h,增加推力 35%。為滿足綜合高性能渦輪發動機技術(integrated high per formance turbine engine technology,IHPTET)計劃第 2 階段和第 3 階段的要求，PW、GE、Allison 等公司還以該計劃驗證機為平臺對 CMC-SiC 調節片和密封片進行了驗證。圖 19 M88-2 用 CMC-SiC 復合材料外調節片 資料來源：碳化硅陶瓷基復合材料在航空發動機上的應用需求及挑戰，華西證券研究所 證券研究報告|行業深度研究報告 請仔細閱讀在本報告尾部的重要法

80、律聲明 21 19626187/2 1/2 01 902 28 16:59 3.2.2.3.2.2.S Si iC/C/S Si iC C 復合材料在燃燒部件上的應用復合材料在燃燒部件上的應用 燃燒室和加力燃燒室均要承受高溫、復雜應力、水氧腐蝕和熱沖擊等苛刻環境。燃燒室火焰筒、加力燃燒室內錐體和隔熱屏為大型薄壁回轉體結構，屬中等載荷靜止件，采用 CMC-SiC 可明顯提高使用溫度和減輕結構質量。國外國外 SiC/SiCSiC/SiC 燃燒室燃燒室/加力加力燃燒室部件燃燒室部件，已進行了全壽命演示驗證，并進入工程應用階段已進行了全壽命演示驗證，并進入工程應用階段，如 F136 和 F414 等發

81、動機燃燒室火焰筒、M88 發動機火焰筒和火焰穩定器等。美 國 在 綜 合 高 性 能 渦 輪 發 動 機 技 術(IHPTET)計 劃 中 將 帶 環 境 障 涂 層(environmental barrier coatings,EBCs)的 SiC/SiC 用于燃燒室火焰筒和內外襯,并進行了多次地面試車試驗，累計考核 15000h,最高考核溫度達到 1200，并通過了全壽命 5000h 和高溫段 500h 的測試，質量下降了 30%，并減少了 NOx和 CO 的排放。其中,第 5 次地面試車試驗涂覆了聯合研究技術中心(unitedtechnol ogies research center,U

82、TRC)制備的EBCs，經過13937h,61次啟動循環的試車試驗后，在火焰筒內壁上發現裂紋，從而終止地面試車試驗。試驗結果表明，EBCs 涂層可對燃氣中的 CMC-SiC 提供有效的保護,使其壽命從 5000h 延長至 14000h 左右。帶 EBCs 涂層的 CMC-SiC航空發動機高溫構件的首次試驗結果對航空發動機 30000h 使用壽命的目標具有里程碑意義。在 IHPTET 計劃第 3 階段的驗證機 XTC97 上，Honeywell 與 GE 還考核驗證了 CMC-SiC 高溫升燃燒室。圖 20 F414-GE-400 用 CMC-SiC 復合材料調節片及密封片 資料來源：碳化硅陶瓷

83、基復合材料在航空發動機上的應用需求及挑戰，華西證券研究所 圖 21 CMC 燃燒室組件 資料來源：陶瓷基復合材料在航空發動機熱端部件應用及熱分析研究進展，華西證券研究所 證券研究報告|行業深度研究報告 請仔細閱讀在本報告尾部的重要法律聲明 22 19626187/2 1/2 01 902 28 16:59 美國 GE 公司考核了 SiC/SiC 火焰筒，節約冷卻空氣 50%，減重 50%，減少 NOx排放 20%。GE 公司在 2015 年開始在 GEnx 發動機中測試 CMC-SiC 熱端部件,并計劃大規模采用 CMC-SiC 制備燃燒室襯里以及渦輪葉片，并應用于 GE9x 發動機，同時計劃

84、在LEAP-X 等發動機中也采用 CMC-SiC 火焰筒。Soler 公司研發并驗證了一種結構非常簡單的 SiC/SiC 燃燒室襯套,該環形薄壁襯套位于金屬機甲殼體內,并可與 Lamilloy 結構材料加工的外火焰筒一起組成先進的柔性燃燒室。為降低高溫腐蝕環境對 SiC/SiC的影響，Soler 公司還研發了 EBCs 涂層，將 SiC/SiC 襯套壽命提高了 23 倍。此外，美國還將 CMC-SiC 作為高速民用運輸機發動機燃燒室內襯的最佳材料,以減少 NOx的釋放。法國 Snecma 公司除將 SiC/SiC 調節片成功運用到 M88-2 發動機外，還積極開發SiC/SiC 燃燒室火焰筒。

85、Snecma 公司研制的 SiC/SiC 全環燃燒室(CERASEP A415)已通過 180h 的發動機測試(600 個循環,最大狀態 100h),研制的火焰穩定器(CERASEP A410)已通過 1180,143h 的測試，構件結構完整,無損傷。Snecma 公司還首次設計和制造了 CFM56-C 發動機用 SiC/SiC 混合器,減重 35%，并通過了 700 個發動機循環試驗，包括 200h 發動機試車和 70h 試飛，目標用于 A380 等飛機。圖 22 SiC/SiC 復合材料燃燒室火焰筒 資料來源：碳化硅陶瓷基復合材料在航空發動機上的應用需求及挑戰，華西證券研究所 圖 23 S

86、iC/SiC 復合材料柔性燃燒室 資料來源：碳化硅陶瓷基復合材料在航空發動機上的應用需求及挑戰，華西證券研究所 證券研究報告|行業深度研究報告 請仔細閱讀在本報告尾部的重要法律聲明 23 19626187/2 1/2 01 902 28 16:59 圖 24 SiC/SiC 復合材料全環燃燒室 圖 25 C/SiC 復合材料火焰穩定器 資料來源：碳化硅陶瓷基復合材料在航空發動機上的應用需求及挑戰，華西證券研究所 資料來源：碳化硅陶瓷基復合材料在航空發動機上的應用需求及挑戰，華西證券研究所 3.2.3.3.2.3.S Si iC/SC/Si iC C 復合材料在渦輪部件上的應用復合材料在渦輪部件

87、上的應用 提高復合材料的開裂應力和高溫耐腐蝕及抗沖刷性提高復合材料的開裂應力和高溫耐腐蝕及抗沖刷性是是CMCCMC-SiCSiC渦輪導向葉片的研渦輪導向葉片的研究重點。究重點。渦輪導向葉片工作溫度和應力水平高，燃氣沖刷嚴重，熱力氧化條件惡劣。傳統的 C/SiC 或 SiC/SiC 開裂應力低，在高溫高應力和惡劣的熱力氧化環境下，將導致材料氧化嚴重，快速失效，必須采用 EBCs 涂層延長其使用壽命。因此，提高復合材料的開裂應力和高溫耐腐蝕及抗沖刷性能成為 CMC-SiC 渦輪導向葉片的研究重點。美國在 EPM 和 UEET 計劃的支持下，發展了新的陶瓷纖維(Sylramicm，Dow cor n

88、ing)、界面技術(BN 界面、BN/SiC 界面)、基體致密化技術和先進 EBCs 涂層技術等，有效地解決了部分問題,制備的 SiC/SiC 導向葉片在可模擬發動機服役環境的 NASA Glenn 高壓燃燒環中進行了測試，試驗結果表明 SiC/Sic 導向葉片可在惡劣的燃燒環境下承受1000h 的考核試驗。CMCCMC-SiCSiC 在航空發動機轉動件上得到成功驗證。在航空發動機轉動件上得到成功驗證。在 IHPTET 計劃第 3 階段，GE 和 AADC公司在驗證機XTE-77 上采用CMC-SiC高壓渦輪導向葉片,與鎳基高溫合金相比，質量減輕 50%，冷卻空氣量減少 20%。GE 公司采用

89、 SiC/SiC 制備了第 3 級低壓渦輪導向葉片，并在 F136 等發動機上進行了驗證，使用溫度達到 1204，減重 70%，冷卻空氣減少了 50%。GE 公司在 F414 發動機上開展了 500 個發動機工作循環的 CMC-SiC 渦輪導葉和動葉試驗，這是 CMC-SiC 首次在航空發動機轉動件上的成功驗證。GE 公圖 26 CMC-SiC 復合材料渦輪導葉和動葉 資料來源：碳化硅陶瓷基復合材料在航空發動機上的應用需求及挑戰，華西證券研究所 證券研究報告|行業深度研究報告 請仔細閱讀在本報告尾部的重要法律聲明 24 19626187/2 1/2 01 902 28 16:59 司還試驗了

90、SiC/SiC 無冷卻渦輪動葉,其耐溫性明顯高于帶冷卻葉片,該技術擬用于F136 發動機未來發展型，并將推廣應用于 GE9X 發動機高壓渦輪第 2 級動葉。1998 年,日本在先進材料氣體發電機(advancedmaterial gas generator,AMG)計劃中研制的渦輪葉片通過了 700,燃氣環境，386m/s 的轉動實驗，沒有損傷。2003年，日本在 ESPR 計劃中研制了 CMC-SiC 渦輪葉片,并探索了渦輪轉子的制造技術。此外，Honeywell 公司為有限壽命無人機設計的 XTL57/1 開發了整體式陶瓷渦輪葉片，并成功通過了 155%轉速的超轉破裂試驗，其低壓渦輪葉片和

91、高斜率過渡段均采用了陶瓷材料。3.3.3.3.C CMCMC-S Si iC C 復合材料在國內航空發動機上的研究現狀復合材料在國內航空發動機上的研究現狀 在在 C CMCMC-S Si iC C 制備技術制備技術方面，國內方面，國內已接近國際先進水平。已接近國際先進水平。國際普遍認為，CMC-SiC是航空發動機高溫結構材料的技術制高點。CMC-SiC 的水平可反映國家的武器裝備水平。我國高推重比航空發動機的研究起步較晚，但是，近年來國內已經全面突破了CMC-SiC 及高性能 SiC 纖維制備技術,材料性能已達到或接近國際先進水平，并進行了航空發動機多種構件設計、研制與考核，雖尚需深入開展系統

92、工作，且應用考核也缺乏經費支持，但應用研究還是取得了重大進展，積累了一定的工程應用研究經驗,以西北工業大學、中國科學院上海硅酸鹽研究所、航空工業復合材料技術中心等為代表的高等院校、研究所研制的燃燒室浮壁瓦片模擬件，全尺寸噴管調節片等分別進行了試驗臺短時考核和發動機短期掛片試車考核,構件熱態性能良好，已進入應用驗證階段,為 CMC-SiC 的工程應用奠定了堅實基礎。在在 CMCCMC-SiCSiC 航空發動機構件應用方面，國內與發達國家仍有航空發動機構件應用方面，國內與發達國家仍有 20302030 年差距。年差距。盡管從 20 世紀 80 年代開始我國就將 CMC-SiC 應用技術研究列為重點

93、發展領域，2022 年1 月，由西工大使用國產新型陶瓷基復合材料打造的航空發動機整體渦輪盤成功完成首次飛行試驗驗證，這也是國內陶瓷基復合材料轉子件首次配裝平臺的空中飛行試驗，標志著我們航空發動機的關鍵技術又取得了一項重要突破。這也有利于推動陶瓷基復合材料部件在無人機/靶機上大規模應用。不過，至今我國在 CMC-SiC 的應用范圍和累計考核時間等均非常有限，與國外工程化應用研究存在巨大差距。目前，國內圖 27 F414 發動機 CMC 轉子葉片 資料來源：陶瓷基復合材料在航空發動機熱端部件應用及熱分析研究進展，華西證券研究所 證券研究報告|行業深度研究報告 請仔細閱讀在本報告尾部的重要法律聲明

94、25 19626187/2 1/2 01 902 28 16:59 CMC-SiC 航空發動機構件應用研究與發達國家差距在 2030 年，而且西方國家已經進入加速發展的階段。4.4.碳化硅材料碳化硅材料作為吸波材料的應用作為吸波材料的應用 4.1.4.1.耐高溫、耐腐蝕新型吸波材料成為耐高溫、耐腐蝕新型吸波材料成為發展發展熱點熱點 隨隨雷達探測系統的雷達探測系統的的發展和應用，隱身技術得到重視的發展和應用，隱身技術得到重視?，F代無線電技術和雷達探測系統的迅猛發展，極大地提高了飛行器探測系統的搜索、跟蹤目標的能力。傳統的作戰武器系統受到的威脅越來越嚴重，隱身技術作為提高武器系統生存、突防，尤其是

95、縱深打擊能力的有效手段，謀求武器裝備的隱身化已成為軍事強國角逐軍備高新技術的熱點。采用采用隱身材料隱身材料技術技術是當前最有效是當前最有效可行可行的雷達隱身手段的雷達隱身手段。隱身技術的確切含義是低可測技術，分為雷達隱身、紅外隱身、聲學隱身和可見光隱身等技術。其中雷達隱身技術的研究及其應用一直受到世界各國的高度重視。雷達隱身技術可以降低飛機、坦克、導彈以及艦艇等大型武器裝備的信號特征。其主要是降低雷達截面積（RCS），實現目標隱身方法主要有外形隱身和材料隱身技術。外形隱身技術難度較大，成本高，容易使目標的結構性能劣化，而采用隱身材料技術相對簡單，設計難度低。眾所周知，美國 F-117A 隱身戰

96、斗機上，外形隱身是減縮 RCS 的主要手段。但實踐證明，過分強調外形隱身必將降低飛機的機動性和敏捷性。而在 F-22 的外形設計中，則采用了外形隱身和材料隱身相結合的折衷方案，外形隱身已不顯得突出，材料隱身的應用得以加強。這表明吸波材料在現代隱身技術中的作用將更為顯著。圖 28 2022 年 1 月，國產陶瓷基復合材料整體渦輪盤完成首次試飛 資料來源：中國航發動研所，華西證券研究所 證券研究報告|行業深度研究報告 請仔細閱讀在本報告尾部的重要法律聲明 26 19626187/2 1/2 01 902 28 16:59 圖 29 F-117A 隱身戰斗機 圖 30 F-22 隱身戰斗機 資料來源

97、：百度百科，華西證券研究所 資料來源：百度百科，華西證券研究所 除降低目標信號以外，新型吸波材料還需具備耐高溫及耐腐蝕性。除降低目標信號以外，新型吸波材料還需具備耐高溫及耐腐蝕性。雷達隱身材料技術的發展，可以有效降低目標的特征信號，對提高武器裝備的生存與突防能力具有重要意義。對一些應用于特殊環境中的隱身材料，要求材料具有良好的熱穩定性和耐腐蝕性。例如，高速飛行隱身戰機的發動機屋噴管、機翼邊緣和最錐帽等部位會面臨高溫氧化、高低溫反復沖擊的考驗：軍艦長期服役于海洋中，其艦體外殼材料在潮濕、鹽霧、酸堿度高的海洋環境中容易被腐蝕。新型吸波材料應具有質量輕、吸收能力強、有效吸波頻帶寬和物理化學性質穩定的

98、特點，可滿足武器裝備在不同環境下長期服役的要求。4.2.4.2.碳化硅碳化硅既既能用作涂敷型吸波材料，也能用作結構性材料能用作涂敷型吸波材料，也能用作結構性材料 吸波材料按其成型工藝和承載能力，可分為涂敷型吸波復合材料和結構型吸波吸波材料按其成型工藝和承載能力，可分為涂敷型吸波復合材料和結構型吸波復合材料復合材料，后者逐漸成為新的發展趨勢，后者逐漸成為新的發展趨勢。涂敷型吸波復合材料施工方便，成本低，適應于復雜外形，缺點是耐候性差，粘結性差，不能經受高溫。雷達結構吸波復合材料是由吸波材料和能透過雷達波的剛性材料相組合而成的，除了具有吸波和承載功能外，還有利于拓寬吸波頻帶，不增加重量等優點，有取

99、代涂敷型雷達吸波復合材料的趨勢，因而成為吸波材料研究的重點。表 7 吸波材料分類 分類方法分類方法 類別類別 介紹介紹 材料成型材料成型工藝工藝 涂敷型吸波材料 涂敷型吸波材料是粉體的吸波劑(通常是金屬或鐵氧體等磁性粉末)，通過結合劑的使用形成吸波涂層連續而牢固地附著于目標表面，其中吸波劑直接決定了材料吸波性能。吸波涂層可以是單層也可以是多層，通過改變各層的組分、厚度及吸波涂層的結構，可以達到調節吸波頻帶、增強吸收強度的效果。涂敷型吸波材料有使用方便、成本低、外形適應性強等優點，缺點是面密度大、耐候性及耐熱性較差、附著力低等。結構性吸波材料 結構型吸波材料是成型的、有一定強度的吸波材料，通常是

100、在結構材料中分散粉體或纖維狀的吸波劑得到的復合材料，又稱超材料吸波體。它不僅可以吸收、減少雷達波反射，還可以承擔載荷，成型為各種復雜的形狀。通過將材料的形狀設計，將材料做成具有一定幾何形狀的結構如角錐狀、證券研究報告|行業深度研究報告 請仔細閱讀在本報告尾部的重要法律聲明 27 19626187/2 1/2 01 902 28 16:59 孔狀、蜂窩狀等，可以起到提高吸收強度和吸收范圍的作用。結構型吸波材料的主要優點是外形可設計性強、有承載能力、增重小等。由于結構型吸波材料的眾多優勢，結構功能一體化是吸波材料發展的趨勢。吸波原理吸波原理 吸收型吸波材料 吸收型吸波材料是指當電磁波入射到材料內部

101、時，電磁波的能量會由于吸波材料的電阻損耗、介電損耗及磁損耗等損耗機制被耗散掉的一類材料。吸收型吸波涂層的響應頻帶一般相對較寬。干涉型吸波材料 干涉型吸波材料是依據電磁波相干涉原理設計的。垂直入射到涂層表面的電磁波，有反射和進入涂層內部兩部分，而進入到涂層內部的那部分電磁波則會在涂層與自由空間和金屬基體之間的界面發生二次和多次反射，且會有部分電磁波重新穿過涂層與自由空間的界面進入自由空間。當多次反射波與一次反射的電磁波的波程差等于入射電磁波半波長的奇數倍，且相位差達到 180時就會引起干涉，從而發生干涉衰減。干涉型吸波涂層的缺點是僅適合于高頻下的窄頻帶吸收。材料材料 傳統吸波材料 包括鐵氧體、金

102、屬顆粒、鈦酸鹽、碳化硅、石墨、導電纖維等。新型吸波材料 包括納米材料、多晶鐵纖維、“手征”材料、導電高聚物及電路模擬吸波材料等。使用溫度使用溫度 常溫型 400 資料來源：碳化硅陶瓷復合材料的制備及其吸波性能研究、碳化硅及其復合材料的制備與電磁波吸收性能研究，華西證券研究所 雷達涂敷型隱身復合材料雷達涂敷型隱身復合材料主要由吸波劑和基體材料構成，吸波劑是起吸收與反射電磁波作用的物質，吸波材料的吸波能力與吸收劑的吸收能力有密切關系。以碳以碳化硅為吸收劑主體的吸波材料主要包括碳化硅粉末為吸收劑的吸波材料和碳化硅纖化硅為吸收劑主體的吸波材料主要包括碳化硅粉末為吸收劑的吸波材料和碳化硅纖維為吸收劑的結

103、構型吸波材料。維為吸收劑的結構型吸波材料。以碳化硅粉末為吸收劑的吸波材料是由金屬硅粉末、碳化硅粉末、氮化硼粉末以及碳粉末混合而成的燒結體，不僅吸波性能好，而且克服了以鐵氧體為吸收劑的吸波材料耐熱性、耐沖擊性能差的缺點，并具有很好的機械性能。以碳化硅纖維為吸收劑的吸波材料不僅強度高、耐熱、耐化學腐蝕性能好，而且在高頻段具有較好的吸收性能。雷達結構型吸波材料雷達結構型吸波材料是在隱身技術基礎上發展起來的多功能復合材料，具有承載和減少雷達反射截面的雙重功能。結構型吸波材料一般由具有不同電磁特性和力學性能的樹脂基體、增強纖維、吸收劑組成，其原材料篩選、結構設計必須兼備結構和吸波的功能。目前，結構型吸波

104、材料正向著紅外與雷達隱身兼容及多功能、寬頻帶方向發展。以碳化硅纖維為吸波功能體的結構型復合材料在強度、耐熱性和耐化學腐以碳化硅纖維為吸波功能體的結構型復合材料在強度、耐熱性和耐化學腐蝕性方面是極好的，并且能得到滿意的寬頻帶吸收性能。蝕性方面是極好的，并且能得到滿意的寬頻帶吸收性能。碳化硅纖維具有耐高溫、密度小、強度高等優點，應用時可制成編織布、網等，在不同層中把它們平行排列，然后分層再與樹脂結合，形成電磁波吸收層。由于其電阻率在 1105cm 之間，高電阻率限制了它的吸波效率。但通過與碳纖維復合制得的結構型吸波復合材料既耐高溫、抗氧化，還具有優異的力學性能和吸波性能。由于傳統由于傳統SiCSi

105、C材料的電導率和介電損耗較低，通過對碳化硅纖維的電磁進行改性材料的電導率和介電損耗較低，通過對碳化硅纖維的電磁進行改性可以提高其吸波性能?？梢蕴岣咂湮ㄐ阅?。通常采用表面改性、摻雜異元素(物理摻雜法和化學摻雜法)、證券研究報告|行業深度研究報告 請仔細閱讀在本報告尾部的重要法律聲明 28 19626187/2 1/2 01 902 28 16:59 高溫處理等方法來調整 SiC 纖維的電阻率。碳化硅纖維的表面改性主要是指在碳化硅纖維表面沉積或涂覆含介電損耗的樹脂或導電層(如碳層、鎳層以及其它金屬層),從而改善其電磁性能?；瘜W摻雜改性是通過在 SiC 纖維內摻雜一些具有良好導電性的元素或物相,從

106、而調節 SiC 纖維的介電損耗和吸波能力。表 8 SiC 纖維電磁改性法 方法方法 介紹介紹 高溫處理法高溫處理法 纖維經 1400 高溫處理后網絡中會析出更多的游離碳粒子使纖維的電阻率大大降低、介電損耗增加從而具有一定的吸波性；但 SiC 纖維內部的 O 會與 Si、C 等元素反應生成 CO、SiO 等小分子氣體使纖維的質量損失率達到2030力學性能嚴重下降從而失去其作為復合材料增強劑的應用價值 表面處理法表面處理法 在 SiC 纖維表面涂覆含介電損耗樹脂或沉積導電層（如碳層、鎳層）可以降低其電阻率 摻雜異元素法摻雜異元素法 物理摻雜 在 PCS 先驅體中引入各向異性瀝青、Ti、Ni 粉等經

107、熔融紡絲、不熔化及燒成處理制成 SiC-C 纖維，纖維的電阻率在 101105cm 范圍內連續可調；但纖維拉伸強度隨之降低 化學摻雜 在合成過程中加入有機金屬化合物，如采用聚二甲基硅烷和二茂鐵合成了聚鐵碳硅烷（PFCS）經熔融紡絲、不熔化處理和高溫燒成制得 SiFeCO 纖維。二茂鐵添加量的增加、裂解溫度的提高、保溫時間的延長有利于提高纖維的吸波性能。由此種纖維增強的結構吸波材料樣板在 218GHz 范圍具有較好的吸波性能 改變纖維截面形狀法改變纖維截面形狀法 用非圓形（棱角的方形或三角形橫截面）特種纖維與玻璃纖維混雜編織成的三向織物就象微波暗室結構一樣有許許多多微小的錐角具有良好的吸波性能

108、資料來源：具備雷達吸波功能的碳化硅纖維的研究進展，華西證券研究所 4.3.4.3.碳化硅吸波材料的具體應用碳化硅吸波材料的具體應用 SiCSiC 是最重要的高溫吸波材料之一，是最重要的高溫吸波材料之一，SiC/SiCSiC/SiC 復合材料的高強度和抗氧化性使其復合材料的高強度和抗氧化性使其成為最重要的熱結構材料之一。成為最重要的熱結構材料之一。高溫構件雷達隱身問題是制約我國戰機和導彈等先進武器裝備發展的瓶頸，傳統的磁性粒子填充高分子吸波材料在高溫下會發生性能下降和化學分解，無法滿足超高音速飛行器表面超高音速飛行器表面、發動機尾噴口、發動機尾噴口、巡航導彈冒頭端巡航導彈冒頭端等武器裝備高溫部位

109、的隱身需求，嚴重限制了全方位隱身技術的發展，亟待發展耐高溫、抗氧化、力學性能優異的吸波材料。而 SiC 纖維綜合性能優異，通過調整高溫介電參數后能有效賦予飛行裝備良好的隱身性能。與 C/SiC 相比，SiC/SiC 不但具有更高的力學性能、更好的抗氧化性能和更長的高溫使用壽命，還具有更好的吸波性能。在飛機在飛機器表面器表面上，上，SiSiC C 可用于飛機尾翼、平面翼板及前沿翼板、高溫區蓋板、剎可用于飛機尾翼、平面翼板及前沿翼板、高溫區蓋板、剎車盤等多個部件。車盤等多個部件。美歐等國已將雷達隱身碳化硅纖維增強陶瓷基復合材料用于先進戰機。其在高于 1000的環境下還具有良好的吸波性能。日本碳公司

110、已推出幾種電阻率不同的 SiC 纖維；日本宇部公司制造的、商品牌號為“Tyranno”的 SiC 纖維也是一種具有吸波功能的陶瓷纖維。法國 Alore 公司制造的無人駕駛飛機大量采用了這種纖維。洛克希德公司用 SiC 纖維編織物增強鋁板制造了 F-22 的四個直角尾翼。證券研究報告|行業深度研究報告 請仔細閱讀在本報告尾部的重要法律聲明 29 19626187/2 1/2 01 902 28 16:59 SiSiC C 用于發動機尾噴管、渦輪葉片等，能大幅提升發動機用于發動機尾噴管、渦輪葉片等，能大幅提升發動機外露構件的外露構件的隱身能力。隱身能力。發動機尾噴管通常是飛機的外露構件，不但對飛機

111、的后向雷達散射截面影響較大，而且是飛機的重要紅外輻射源之一。紅外探測主要在 35um 和 814um 兩個大氣窗口波段，當發動機尾噴管調節片的壁面溫度在 4801000之間，其熱輻射能量主要分布在 35um 以下。因此，降低發動機的電磁波和紅外信號特征,對提高飛機的隱身性能具有十分重要的意義。SiC 纖維是耐高溫抗氧化的陶瓷纖維，當其日阻率為100104cm 時，對 8.212.4GHz 波段的雷達波具有最佳的吸收效果。由于 SiC 纖維含硅，能有效地減弱發動機的紅外信號。PW 公司已將驗證的 SiC/SiC 調節片和密封片用于改進F119發動機，以實現減重、隱身并提高其耐久性等。美國采用CM

112、C-SiC制備了軸對稱噴管,通過采用冷卻結構和鋸齒結構尾緣，實現了低可探測性，大幅減少了噴管的紅外信號和雷達信號，并將其應用于 F-35 飛機。圖 31 F119 渦輪風扇發動機 圖 32 F-35 飛機三視圖 資料來源：百度百科，華西證券研究所 資料來源：百度百科，華西證券研究所 目前，國內在碳化硅吸波材料方面已有研究成果。目前，國內在碳化硅吸波材料方面已有研究成果。國防科技大學在陶瓷前驅體、SiC 纖維生產以及 PIP 工藝等方面的研究取得了優異成績，已經成功制備出能在 1000使用的高溫吸波結構材料，有效吸收頻段覆蓋 218GHz?；鹁骐娮优c廈門大學合作，通過技術獨占許可方式及自主研發方

113、式，目前已經建設完成寬頻吸波纖維 5 噸級產能產業化生產鏈，在國內處于領先地位。5.5.碳化硅材料在核燃料元件中的應用碳化硅材料在核燃料元件中的應用 隨著對核反應堆安全問題的重視，隨著對核反應堆安全問題的重視，新型包殼材料得到關注。新型包殼材料得到關注。核電廠產生的能量來自于燃料元件，核裂變產生的放射性裂變產物主要滯留在燃料元件內部，因此，燃料元件是反應堆的核心部件，直接影響核反應堆的經濟性和安全性。當前在建和運行的核反應堆大多為輕水反應堆，鋯合金是輕水反應堆燃料元件的重要組成部分，目前的商業水堆核電站幾乎全部用鋯合金作為燃料元件的包殼材料。然而隨著對反應堆安全問題的日益重視，鋯合金包殼本身的

114、一些問題包括水中的腐蝕、吸氫和芯殼反應等，使得對新型包殼材料的探索成為了一個重要研究方向。碳化硅碳化硅 SiSiC C 為包殼或為包殼或基體材料的新型燃料元件成為新的研究熱點?；w材料的新型燃料元件成為新的研究熱點。以碳化硅 SiC為包殼或基體材料的新型燃料元件的概念設計和制備成為了核燃料元件領域一個新的熱點。SiC 具有高溫強度大、硬度高、耐磨損性好、抗熱沖擊性好、熱導率大以及抗氧化性強和耐化學腐蝕等優良特性，并且其小的中子吸收截面，低的固有活性和衰變熱，使其適用于核反應堆領域。SiC 具有非常好的輻照尺寸穩定性，-SiC 經8001000中子輻照后僅表現出 0.2%的蠕變,因而其在核能領域

115、的用途也在不斷拓展。證券研究報告|行業深度研究報告 請仔細閱讀在本報告尾部的重要法律聲明 30 19626187/2 1/2 01 902 28 16:59 表 9 典型包殼材料鋯合金、鎳基合金及碳化硅陶瓷的基本物理特性 鋯合金鋯合金 鎳基合金鎳基合金 SiSiC C 基復合材料基復合材料 典型牌號典型牌號 Zr-4 合金 因科鎳（Inconel)690-SiC、-SiC 密度密度/(gcm3)/(gcm3)6.55 8 3.21 熔點熔點/17001800 1400 2800+/-40 熱中子吸收截面熱中子吸收截面/b/b 0.24 2.9 0.12 耐腐蝕性能耐腐蝕性能 耐水腐蝕性能優 耐

116、水腐蝕性能優 抵抗熱蒸氣腐蝕性能強 熱導率熱導率/W/(mk)/W/(mk)1718(T=300800K)14.4(T=573K)33.5502.4 熱膨脹系數熱膨脹系數/10/10-6/K6/K 5.65（線膨脹系數，T=373K)12.8(T=273K)4.04.8(T=2981500K）彈性模量彈性模量/Gpa/Gpa 98101 209 400440 泊松比泊松比 0.38 0.31 0.19 比熱容比熱容/J/(kgK)/J/(kgK)281(T=298K)415(T=298K)670(T=298K)典型牌號典型牌號 Zr-4 合金 因科鎳（Inconel)690-SiC、-SiC

117、資料來源：反應堆用 SiC 陶瓷基復合包殼材料研究進展，華西證券研究所 S Si iC C 材料可用于輕水反應堆領域。材料可用于輕水反應堆領域。SiC 可耐受更高的中子注量，以 SiC 為包殼的燃料棒可以在更高的溫度、功率水平和更長的循環周期條件下運行，突破鋯合金包殼元件的燃耗極限，并保證事故條件下大的安全余量。新型水堆燃料元件結構和基本尺寸為 3 層包殼結構。第一層為化學氣相沉積法制備的塊體 SiC 管，是阻擋裂變產物釋放的第一道屏障，該層和燃料棒之間留有一定間隙以存儲部分氣體裂變產物。中間層為纖維增強的 SiC/SiC 復合材料，該層首先是將 SiC 纖維編織在內層 SiC 管上，然后通過

118、化學氣相滲透方法制備 SiC 基體。中間層可以保護內層的 SiC 管免受外部損傷，增強內層 SiC 管在輻照產生拉應力條件下的強度，同時可以阻擋裂紋擴展。最外層為環境保護層，防止冷卻介質對復合材料層的腐蝕。燃料棒的末端用 SiC 材料封裝，保證整個元件的密封性。圖 33 三重 SiC 包殼的結構和形貌 資料來源：碳化硅材料在核燃料元件中的應用，華西證券研究所 證券研究報告|行業深度研究報告 請仔細閱讀在本報告尾部的重要法律聲明 31 19626187/2 1/2 01 902 28 16:59 S Si iC C 材料可用于材料可用于輕水反應堆輕水反應堆。高溫氣冷堆采用氦氣作冷卻劑,石墨作為慢

119、化劑和堆心結構材料，燃料為包覆顆粒彌散在石墨基體中的全陶瓷型元件,堆芯氦氣出口溫度可以達到 950。高溫氣冷堆是第四代先進反應堆堆型，固有安全性是其設計的基本理念，全陶瓷的 TRISO 型包覆顆粒是高溫氣冷堆核電站安全性的重要保障。高溫氣冷堆元件主要有球形和棱柱形兩種,每個元件的燃料區由近萬個包覆燃料顆粒彌散在石墨基體中構成。包覆顆粒的直徑不到 1mm，它由球形陶瓷核燃料核芯、疏松熱解炭層、內致密熱解炭層、SiC 層和外致密熱解炭層組成。燃料顆粒的復合包覆層構成微球形壓力容器,約束核裂變產生的放身性產物。在 4 層包覆結構中最為重要的是 SiC層,完整的 SiC 層可以阻擋絕大部分的氣體和固體

120、裂變產物，并能夠承受包覆燃料內氣體產物的內壓，是高溫氣冷堆安全性的重要保障。清華大學核能與新能源技術研究院經過長期的研究探索,在流化床沉積爐中利用化學氣相沉積法成功制備了SiC包覆層。所制備的 SiC層接近理論密度，厚度為35um。以 SiC 為主要包覆層的燃料顆粒在輻照試驗中表現出了優異的性能，并已經成功用于我國 10MW 高溫氣冷堆的運行。我國政府已經于 2006 年將 200MW 球床模塊式高溫氣冷堆核電站示范工程(HTR PM)列入了國家科技中長期發展規劃的重大專項，已開始建設。不同于球床堆中球形燃料元件的循環，棱柱形燃料元件是一次性加入堆芯的,在燃料核芯中會產生較大的初始過剩反應性,

121、需要外加一層氧化銪或氧化鉺可燃毒物(Burnableabsorbers)來消除初始過剩反應性，保證良好的功率分布。在包覆顆粒的制備過程中，可燃毒物作為新的包覆層包覆在核芯顆粒表面，構成多層包覆顆粒(QUADRISO)。在 QUADRISO 中，SiC 層仍是阻擋裂變產物和承受內壓的關鍵層。圖 34 球形燃料元件與 TRISO 包覆燃料顆粒 資料來源：碳化硅材料在核燃料元件中的應用，華西證券研究所 圖 35 棱柱形燃料元件與 QUADRISO 包覆顆粒 資料來源：碳化硅材料在核燃料元件中的應用，華西證券研究所 證券研究報告|行業深度研究報告 請仔細閱讀在本報告尾部的重要法律聲明 32 19626

122、187/2 1/2 01 902 28 16:59 S Si iC C 材料可用于熔鹽反應堆領域。材料可用于熔鹽反應堆領域。熔鹽反應堆采用液體氟化物鹽作為冷卻介質，石墨作為慢化劑和堆芯結構材料，熔鹽具有很好的傳熱特性和低的蒸汽壓,可降低對壓力容器和管道的壓力,冷卻劑的出口溫度可達到 650850。液體燃料流過石墨時要保證不向石墨內部滲透，否則會形成局部熱點，使石墨溫度達到 11001200，石墨在該溫度下的破損比在 700高 2 倍。研究結果表明，在熔鹽中保溫 12h 后，石墨材料增重為 14.8%,而包覆厚度約 7.8um Sic 的石黑材料增重僅為 1.2%,這表明 SiC 層可以有效阻擋

123、熔鹽的滲透，由此證明 SiC 材料在熔鹽堆中具有廣闊的應用前景。另外一種熔鹽堆采用固體燃料形式，該燃料借鑒高溫氣冷堆的燃料元件,可以使用球形燃料元件、柱狀燃料元件或細管型燃料元件。一種新的燃料元件設計思路為用 SiC取代石墨基體,將 TRISO 燃料顆粒彌散在 SiC 基體中制備燃料元件。S Si iC C 材料可用于氣冷快堆領域。材料可用于氣冷快堆領域。氣冷快堆是快中子譜氦氣冷卻反應堆，它采用閉合式燃料循環,可大大提高鈾資源利用率,降低核廢料產生量，實現放射性廢物最小化。與以上幾種堆型相比，氣冷快堆具有更高的功率密度,更高的核燃料含量，由于石墨的中子慢化效應和輻照蠕變,在高溫氣冷堆中使用的包

124、覆顆粒彌散在石墨基體中的燃料已經不用于氣冷快堆。日本核能研究計劃(NERI)提出了新的燃料元件設計思路,將包覆疏松 SiC 層的氮化物混合燃料放入含有圓柱狀孔洞的 SiC 基體中。美國愛達荷國家工程和環境實驗室設計了另外一種燃料形式,該燃料類似于高溫氣冷堆燃料元件，將分離的燃料顆粒彌散在 SiC 基體材料中。在這種設計思路中,將 U-Pu 的碳化物小球作為核芯，外面包覆兩層SiC材料,一層為疏松 SiC緩沖層，另外一層為致密SiC層，然后將這種包覆顆粒彌散在 SiC 基體中。圖 37 含軸向陣列孔洞的 SiC 燃料基體的制備過程 圖 38 用于氣冷快堆的彌散型燃料元件設計 資料來源：碳化硅材料

125、在核燃料元件中的應用，華西證券研究所 資料來源：碳化硅材料在核燃料元件中的應用，華西證券研究所 圖 36 包覆顆粒彌散在 SiC 基體中的燃料元件 資料來源：碳化硅材料在核燃料元件中的應用，華西證券研究所 證券研究報告|行業深度研究報告 請仔細閱讀在本報告尾部的重要法律聲明 33 19626187/2 1/2 01 902 28 16:59 6.6.風險提示風險提示 新型裝備研制進度、放量進度不及預期等。證券研究報告|行業深度研究報告 請仔細閱讀在本報告尾部的重要法律聲明 34 19626187/2 1/2 01 902 28 16:59 Table_AuthorTable_AuthorInf

126、oInfo 分析師與研究助理簡介分析師與研究助理簡介 陸洲：華西證券研究所軍工行業首席分析師，北京大學碩士，11年軍工行業研究經驗。曾任光大證券、平安證券、國金證券研究所軍工行業首席分析師，華商基金研究部工業品研究組組長，東興證券研究所所長助理兼軍工行業首席分析師。曾獲2019年中國證券業分析師金牛獎軍工行業第一名。分析師承諾分析師承諾 作者具有中國證券業協會授予的證券投資咨詢執業資格或相當的專業勝任能力，保證報告所采用的數據均來自合規渠道，分析邏輯基于作者的職業理解，通過合理判斷并得出結論，力求客觀、公正，結論不受任何第三方的授意、影響，特此聲明。評級說明評級說明 公司評級標準公司評級標準

127、投資投資評級評級 說明說明 以報告發布日后的 6 個月內公司股價相對上證指數的漲跌幅為基準。買入 分析師預測在此期間股價相對強于上證指數達到或超過 15%增持 分析師預測在此期間股價相對強于上證指數在 5%15%之間 中性 分析師預測在此期間股價相對上證指數在-5%5%之間 減持 分析師預測在此期間股價相對弱于上證指數 5%15%之間 賣出 分析師預測在此期間股價相對弱于上證指數達到或超過 15%行業評級標準行業評級標準 以報告發布日后的 6 個月內行業指數的漲跌幅為基準。推薦 分析師預測在此期間行業指數相對強于上證指數達到或超過 10%中性 分析師預測在此期間行業指數相對上證指數在-10%1

128、0%之間 回避 分析師預測在此期間行業指數相對弱于上證指數達到或超過 10%華西證券研究所：華西證券研究所：地址：北京市西城區太平橋大街豐匯園 11 號豐匯時代大廈南座 5 層 網址：http:/ 證券研究報告|行業深度研究報告 請仔細閱讀在本報告尾部的重要法律聲明 35 19626187/2 1/2 01 902 28 16:59 華西證券免責聲明華西證券免責聲明 華西證券股份有限公司（以下簡稱“本公司”）具備證券投資咨詢業務資格。本報告僅供本公司簽約客戶使用。本公司不會因接收人收到或者經由其他渠道轉發收到本報告而直接視其為本公司客戶。本報告基于本公司研究所及其研究人員認為的已經公開的資料或

129、者研究人員的實地調研資料，但本公司對該等信息的準確性、完整性或可靠性不作任何保證。本報告所載資料、意見以及推測僅于本報告發布當日的判斷，且這種判斷受到研究方法、研究依據等多方面的制約。在不同時期，本公司可發出與本報告所載資料、意見及預測不一致的報告。本公司不保證本報告所含信息始終保持在最新狀態。同時，本公司對本報告所含信息可在不發出通知的情形下做出修改，投資者需自行關注相應更新或修改。在任何情況下，本報告僅提供給簽約客戶參考使用，任何信息或所表述的意見絕不構成對任何人的投資建議。市場有風險，投資需謹慎。投資者不應將本報告視為做出投資決策的惟一參考因素，亦不應認為本報告可以取代自己的判斷。在任何

130、情況下，本報告均未考慮到個別客戶的特殊投資目標、財務狀況或需求，不能作為客戶進行客戶買賣、認購證券或者其他金融工具的保證或邀請。在任何情況下，本公司、本公司員工或者其他關聯方均不承諾投資者一定獲利，不與投資者分享投資收益，也不對任何人因使用本報告而導致的任何可能損失負有任何責任。投資者因使用本公司研究報告做出的任何投資決策均是獨立行為，與本公司、本公司員工及其他關聯方無關。本公司建立起信息隔離墻制度、跨墻制度來規范管理跨部門、跨關聯機構之間的信息流動。務請投資者注意，在法律許可的前提下，本公司及其所屬關聯機構可能會持有報告中提到的公司所發行的證券或期權并進行證券或期權交易，也可能為這些公司提供或者爭取提供投資銀行、財務顧問或者金融產品等相關服務。在法律許可的前提下，本公司的董事、高級職員或員工可能擔任本報告所提到的公司的董事。所有報告版權均歸本公司所有。未經本公司事先書面授權，任何機構或個人不得以任何形式復制、轉發或公開傳播本報告的全部或部分內容，如需引用、刊發或轉載本報告，需注明出處為華西證券研究所，且不得對本報告進行任何有悖原意的引用、刪節和修改。