行业焦点 | 军用“新材料”产业升级,进入黄金发展期
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新材料产业作为我国七大战略性新兴产业和“中国制造2025”重点发展的十大领域之一,被认为是21世纪最具发展潜力并对未来发展有着巨大影响的高技术产业。在“十四五”期间,随着航空装备、船舶装备等升级换代,以及强军政策不断深入,高端军工新材料市场需求不断释放。
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军用新材料迈入
“高精尖”的发展轨道
目前,世界范围内的军用新材料技术已有上万种,并每年都在高速递增,正向高功能化、超高能化、复合轻量和智能化的方向发展。
军用新材料按其用途可分为结构材料和功能材料两大类,广泛应用于航空、航天、兵器和船舰等领域中。军用功能材料是利用声、光、电、磁、热、化、生化等效应,将能量从一种形式转化为另一种形式的材料。功能材料很多,如光电功能材料、储氢功能材料、阻尼减震材料、隐身材料等。
· 刚柔并济碳纤维
既坚如磐石,又韧如发丝,它是自古以来人类在材料领域孜孜以求的品质。在北京举行的第十届SAMPE国际先进材料展览会上,一卷卷如布匹般的黑色编织物引人驻足,原来这就是从新材料中一跃而起的“黑马”——碳纤维的真容,不仅兼顾柔中带刚的特性,还具有不怕强酸腐蚀、耐超高温、具有导电导热性和电磁屏蔽性等诸多闪光点。
碳纤维虽然轻,看似如同塑料,但实际上其抗冲击性比钢铁强,机械强度和抗冲击性更高,有较好的安全性。因此,当前不少国家都在积极布局,着力发展碳纤维产业,将其作为抢占下一轮工业和国防竞争制高点的重要支撑。
·阻尼减震材料
阻尼是指一个自由振动的固体即使与外界完全隔离,它的机械性能也会转变为热能的现象。采用高阻尼功能材料的目的是减震降噪,因此阻尼减震材料在军事工业中具有十分重要的意义。
·光电功能材料
现代攻击武器的发展,特别是精确打击武器的出现,使武器装备的生存力受到了极大的威胁,单纯依靠加强武器的防护能力已不实际。采用隐身技术,使敌方的探测、制导、侦察系统失去功效,从而尽可能地隐蔽自己,掌握战场的主动权,抢先发现并消灭敌人,成为现代武器防护的重要发展方向。隐身技术的最有效手段是采用隐身材料。
隐身材料有毫米波结构吸波材料、毫米波橡胶吸波材料和多功能吸波涂料等,它们不仅能够降低毫米波雷达和毫米波制导系统的发现、跟踪和命中的概率,而且能够兼容可见光、近红外伪装和中远红外热迷彩的效果。
近年来,国外在提高与改进传统隐身材料的同时,正致力于多种新材料的探索。晶须材料、纳米材料、陶瓷材料、手性材料、导电高分子材料等逐步应用到雷达波和红外隐身材料,使涂层更加薄型化、轻量化。纳米材料因其具有极好的吸波特性,同时具备了宽频带、兼容性好、厚度薄等特点,发达国家均把纳米材料作为新一代隐身材料加以研究和开发;国内毫米波隐身材料的研究起步于上世纪80年代中期,研究单位主要集中在兵器系统。经过多年的努力,预研工作取得了较大进展,该项技术可用于各类地面武器系统的伪装和隐身,如主战坦克、155毫米先进加榴炮系统及水陆两用坦克等。
·高吸油树脂
高吸油树脂在清除油类污染,改善人类生存环境中也起着重要作用。随着世界工业的不断发展,油污排放日益增加,油品泄漏的机率越来越大。特别是海上航运造成的大规模泄漏事故。随着我国经济尤其是沿海经济的迅速发展,我国港口的石油吞吐量正以每年10万吨的速度增长,发生油泄漏事故的可能性越来越大。因此开发新型油水选择性高、保油性好的吸油材料引起了世界各国重视,独特的高吸油树脂应运而生。
它是一种兼有吸附和吸收作用的自溶胀型功能高分子材料,具有吸油倍率高、可吸油品多、油水选择性高、压力下保油性好而且吸油前体积小的众多优点,不但可以替代传统材料用于废油处理,而且适于海洋中漏油的处理,回收水面浮油。随着人们环保意识的增强,对高效环保用吸油材料的需求量必将迅速增长,因此系统开发新型高吸油树脂具有很大的社会和经济效益。
军工领域是新材料重要的下游应用领域之一。随着现代科学技术的发展,武器装备的技术密集程度越来越高,正在从机械化战争向信息化战争演变,武器装备向精确制导方向发展。因此,对军用材料提出了更高、更新的要求。
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产业规模不断壮大
未来发展空间广阔
随着现代各领域前端技术的不断发展,新材料的发展进步对各领域的生产技术推动明显,下游市场对产品需求的增加,新材料领域必将迎来一波“黄金时期”。数据显示,我国新材料产业市场规模由2016年的2.3万亿元增长至2019年的4.5万亿元。2022年我国新材料产业市场规模达8万亿元。
2017-2022年中国新材料行业市场规模统计
2017-2021年中国新材料投资情况统计
近几年,中国新材料相关企业注册量总体呈现快速增长的趋势。2017年-2021年我国新材料相关企业注册量由8.33万家增至29.85万家,年均复合增长率37.6%。最新数据显示,截至2022年上半年,我国新增新材料企业17.04万家。
2017-2022年上半年新材料行业相关企业注册量(万家)
根据权威数据预测,军费预算预计维持每年7%左右的增长,预计未来五年海军装备释放市场规模约为1万亿左右,预计未来五年海军装备领域多功能复合材料释放市场空间1000亿左右。其中,高温合金产能预计增长157%、碳纤维产能增加210%、钛合金产能增加138%。从今后军工企业发展趋势来看,用于军事工业的新材料要求具有较高的技术含量,世界范围内的军用新材料正向高功能化、超高功能化、复合轻量和智能化的方向发展。
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