1、碳纖維復合材料以樹(shù)脂基復合材料（CFRP）為主
根據觀(guān)研報告網(wǎng)發(fā)布的《中國樹(shù)脂基碳纖維復材行業(yè)發(fā)展趨勢研究與未來(lái)投資分析報告（2024-2031年）》顯示，碳纖維復合材料由基體材料和碳纖維增強材料復合而成，通過(guò)基體材料和碳纖維在性能上互相取長(cháng)補短，產(chǎn)生協(xié)同效應，碳纖維復合材料的綜合性能優(yōu)于原組成材料而滿(mǎn)足各種不同的要求。
常用碳纖維復合材料與部分金屬材料性能對比
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材料名稱(chēng) |
密度/(g·cm-3) |
比強度/(107cm) |
比模量/(109cm) |
抗拉強度/MPa |
拉伸模量/Gpa |
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鋁 |
2.64 |
0.12 |
0.27 |
400 |
72 |
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鋼 |
7.81 |
0.09 |
0.26 |
1000 |
210 |
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鈦 |
4.50 |
0.20 |
0.25 |
900 |
116 |
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玻璃鋼 |
2.0 |
0.53 |
0.20 |
1060 |
40 |
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碳纖維（IM6） |
1.80 |
0.27 |
127.8 |
4900 |
230 |
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高強碳纖維/環(huán)氧 |
1.56 |
0.91 |
0.81 |
1420 |
126 |
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高模碳纖維/環(huán)氧 |
1.60 |
0.66 |
1.47 |
1050 |
235 |
資料來(lái)源：觀(guān)研天下整理
碳纖維復合材料中，基體材料以樹(shù)脂基為主，市場(chǎng)份額占比90%以上?；w材料分為金屬和非金屬兩大類(lèi)，金屬基體常用的有鋁、鎂、銅、鈦及其合金，非金屬基體主要有合成樹(shù)脂、橡膠、陶瓷、石墨、碳等。目前，碳纖維復合材料以樹(shù)脂基復合材料（CFRP）為主，占全部碳纖維復合材料市場(chǎng)份額的90%以上。
碳纖維復合材料的分類(lèi)
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分類(lèi) |
子分類(lèi) |
特點(diǎn) |
應用領(lǐng)域 |
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樹(shù)脂基復合材料（CFRP） |
熱固性樹(shù)脂（TS） |
強度、剛度高；酚醛樹(shù)脂基耐熱性好 |
宇宙飛行器外表面防熱層及火箭噴嘴（酚醛樹(shù)脂基）、航空航天結構材料（環(huán)氧樹(shù)脂基）、釣漁竿、建筑補強等 |
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熱塑性樹(shù)脂（TP） |
耐濕熱、強韌、優(yōu)良的成型加工性 |
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碳/碳復合材料（C/C） |
由碳纖維及其制品（碳布等）增強的復合材料 |
低密度、耐燒蝕、抗熱震、高導熱、低膨脹、摩擦磨損性能優(yōu)異 |
導彈彈頭、固體火箭發(fā)動(dòng)機噴管、航天飛機、飛機剎車(chē)盤(pán)、人工骨骼等 |
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金屬基復合材料（CFRM） |
錒、鋁、鎳、銅 |
高比強度、高比模量、優(yōu)異的疲勞強度 |
宇航結構材料、汽車(chē)、鐵道、機械等 |
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陶瓷基復合材料（CFRC） |
— |
改善韌性、提高機械沖擊/熱沖擊性 |
發(fā)動(dòng)機高溫部件等 |
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橡膠基復合材料（CFRR） |
— |
改善熱疲勞性、提高使用壽命 |
管材、耐磨襯輪、特殊密封件等 |
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2、樹(shù)脂基碳纖維復材應用市場(chǎng)：武器裝備、商用航空和低空經(jīng)濟領(lǐng)域成長(cháng)空間廣闊
近幾年，隨著(zhù)“碳中和、碳達峰”戰略的提出，碳纖維最主要的下游領(lǐng)域——風(fēng)電行業(yè)快速崛起，需求端也日益旺盛。數據顯示，2023年，我國碳纖維運行產(chǎn)能為14.08萬(wàn)噸，比上年增長(cháng)25.7%，已經(jīng)接近全球碳纖維產(chǎn)能的半壁江山。然而，需求端表現不佳，2023年碳纖維需求量比2022年的7.44萬(wàn)噸反而下降7.2%，這也導致碳纖維廠(chǎng)商庫存高企。
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樹(shù)脂基碳纖維復材應用市場(chǎng)來(lái)看，體育休閑和風(fēng)電葉片為國內碳纖維復材需求量最大的兩個(gè)領(lǐng)域，合計需求占比超過(guò)50%，航空航天領(lǐng)域碳纖維復材需求量占比11%，達到1.23萬(wàn)噸。
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3、釣魚(yú)竿是體育休閑領(lǐng)域樹(shù)脂基碳纖維復材最大應用領(lǐng)域
具體來(lái)看，體育休閑領(lǐng)域是碳纖維復合材料的重要市場(chǎng)。近年來(lái)，釣魚(yú)竿、高爾夫球桿、自行車(chē)、球拍、曲棍球棍、滑雪板、賽艇等各類(lèi)中高端體育休閑用品中碳纖維的應用呈增加態(tài)勢。在體育休閑領(lǐng)域中，對碳纖維需求量最大的方向為釣魚(yú)竿，其次為高爾夫球桿，兩者占體育休閑領(lǐng)域碳纖維需求量的 60%左右。
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4、軍用武器裝備復合材料用量持續提升，帶動(dòng)樹(shù)脂基碳纖維復材需求增長(cháng)
碳纖維復材用量已成為衡量軍用裝備先進(jìn)性的重要標志。在航空航天領(lǐng)域，降低裝備重量、改善武器裝備的機動(dòng)性能、提高戰斗力以及降低成本，是使用復合材料最直接的目的。在飛機上，碳纖維復合材料的應用從非承力部件，過(guò)渡到垂直尾翼、水平尾翼及方向舵等一些非主要承力部件，到目前可以應用于主要承力部件。
航天領(lǐng)域，導彈提高復合材料用量可以實(shí)現輕量化，可以提高有效載荷或增加導彈射程，戰術(shù)導彈每減輕1kg，可使射程提升15km。國內四代機殲-20的復合材料用量已經(jīng)達27%，無(wú)人機彩虹4和翼龍-1E的復合材料比重達80%左右。裝備中復合材料用量有望持續提升，國內先進(jìn)武器裝備量產(chǎn)有望推動(dòng)樹(shù)脂基碳纖維復材行業(yè)需求較快增長(cháng)。
5、低空領(lǐng)域有望成為樹(shù)脂基碳纖維復材行業(yè)需求增長(cháng)點(diǎn)
在低空領(lǐng)域，eVTOL基本上選用樹(shù)脂基碳纖維復材作為主要機體結構。eVTOL的復材用量占比達70%以上，用于包括機身、電池盒、槳葉、座椅等結構件。其中，超90%的復材為碳纖維復材，約10%的復材以保護膜的形式使用玻璃纖維增強。
目前，市場(chǎng)主體以及國資平臺積極探索低空經(jīng)濟各類(lèi)場(chǎng)景的創(chuàng )新突破。如在載貨場(chǎng)景，順豐集團旗下豐翼科技已在深圳常態(tài)化運營(yíng)部分航線(xiàn)，重點(diǎn)聚焦快遞件及醫療物資；美團開(kāi)通由商場(chǎng)至周邊社區的航線(xiàn)，配送餐飲、藥品、電子消費品等物資。在載人場(chǎng)景，以?xún)|航、小鵬匯天為首的eVTOL企業(yè)在景區體驗等場(chǎng)景積極試點(diǎn)，如小鵬匯天X2整機重560千克，機身部分由100多個(gè)碳纖維零件制成，重量?jì)H為85千克。在城市管理場(chǎng)景，大疆不斷探索與供電局、公安局等部門(mén)合作，將無(wú)人機批量應用于電力巡檢工作。因此，乘東風(fēng)而起，借市場(chǎng)之勢直上，2022年我國低空經(jīng)濟市場(chǎng)規模已達4000億元，預計2023年、2024年市場(chǎng)規模將達4633億元、5030億元，有望成為樹(shù)脂基碳纖維復材需求增長(cháng)點(diǎn)。
我國低空經(jīng)濟探索情況
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場(chǎng)景 |
探索情況 |
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載貨 |
針對固定航線(xiàn)、固定時(shí)刻的快遞場(chǎng)景，順豐集團旗下豐翼科技已在深圳常態(tài)化運營(yíng)部分路線(xiàn)，重點(diǎn)聚焦快遞件及包括疫苗、血清等醫療物資，實(shí)現中轉場(chǎng)和單元區域之間、醫院與檢測中心直飛。針對固定航線(xiàn)、不固定時(shí)刻的外賣(mài)配送場(chǎng)景，美團也以核心商圈為中心，開(kāi)通由商場(chǎng)至周邊社區的航線(xiàn)，配送餐飲、藥品、電子消費品等物資，截止今年5月在深圳、上海常態(tài)化運營(yíng)15條航線(xiàn)，累計完成超過(guò)單量達十萬(wàn)級。 |
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載人 |
作為直升機運營(yíng)方的各通航企業(yè)不斷拓展航線(xiàn)及飛行架次，如東部通航建設與管理運行機場(chǎng)達30個(gè)以上，不斷延伸業(yè)務(wù)至跨境、商務(wù)、城際、游覽、應急等眾多場(chǎng)景；而以?xún)|航、小鵬匯天為首的eVTOL企業(yè)也積極在景區體驗等場(chǎng)景試點(diǎn)，而根據億航的EH216-S型號合格審查（TC）工作已經(jīng)進(jìn)入到最后的符合性證明和驗證階段，全部進(jìn)程已經(jīng)完成超過(guò)90%。 |
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城市管理 |
大疆也作為行業(yè)級無(wú)人機運營(yíng)方不斷探索與供電局、公安局等部門(mén)合作，將無(wú)人機批量應用于電力巡檢工作，涉及工作包括日常巡檢、紅外測溫、故障定位和清除外飄物等。 |
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