中国成功发射可重复使用试验航天器 2020航空航天材料行业发展趋势及现状分析

据了解，我国4日在酒泉卫星发射中心，利用长征二号F运载火箭，成功发射一型可重复使用的试验航天器。

试验航天器将在轨运行一段时间后，返回国内预定着陆场，期间，将按计划开展可重复使用技术验证，为和平利用太空提供技术支撑。

这是长征二号F运载火箭第14次执行发射任务。

根据中研研究院研究出版的《2019-2025年航空航天材料产业深度调研及未来发展现状趋势预测报告》统计分析显示：

航空航天材料是指飞行器及其动力装置、附件、仪表所用的各类材料，是航空航天工程技术发展的决定性因素之一，也是航空航天材料科学是材料科学中富有开拓性的一个分支。

航空航天材料有具有优良的耐高低温性能以及耐老化和耐腐蚀性能，能适应空间环境。

它广泛应用在航空航天和军事领域，在民间的其它产品制造中也一展身手。虽然碳纤维材料有许多的优点，但它的生产却极其不易，生产工艺流程长，需要突破技术方面的困难多。

航空航天用飞行器在飞行时需承受长时间气动加热，基体表面将产生高温，为了保证飞行器的主体结构及内部仪器设备的安全，须使用高效隔热材料阻止外部热流向内部扩散。同时，轻质高效的隔热防护系统对降低飞行器载荷、延长飞行距离等均具有重要的意义。

碳纳米纤维具有比表面积大、孔隙率高、化学稳定性好、比强度高等优点，在电子、能源、航空航天等领域具有广泛的应用前景。碳纳米纤维膜材料随着石墨化程度的提升，耐高温性能逐渐提升，然而其隔热性能也将大幅下降，因此难以满足耐高温与隔热性能同步提升的需求。陶瓷气凝胶材料具有优异的耐高温、耐腐蚀及隔热性能，是航空航天飞行器热防护的主要材料之一。

发展现状

目前，航空航天领域是碳纤维主要应用领域之一，这主要得益于碳纤维具有质轻、高强度的属性。碳纤维相对于钢或铝，减重效果可以达到20%至40%，在航空航天领域，主要应用于飞机的结构材料(占飞机重量的30%左右)，因此综合来看碳纤维的使用能使飞机重量减轻6%至12%，从而显著地降低飞机的燃油成本。在航空航天领域，碳纤维最早用于人造卫星的天线和卫星支架的制造，同时因其耐热耐疲劳的特性，碳纤维在固体火箭发动机壳体和喷管上也得到了广泛应用。

随着航空航天技术的进步，发展新一代质量更轻、更节能、更环保的商用飞机将成为未来的趋势。全球航空商旅业务正在经历持续的增长，航空客运、货运等领域在未来几年持续的高需求，将促进航空制造业发展。生产更多的飞机也预示着制造业对航空航天材料的需求不断提升。由于全球的航空航天零部件制造商对材料的高需求，亚太、欧洲和北美地区航空航天材料市场正在持续走高。

发展趋势

航空材料的发展趋势在技术层面可用“六化”来概括，即信息化、复合化、多功能化、高性能化、低维化、智能化，具体表现为全面推进计算辅助材料设计技术、复合材料未来尚有巨大发展空间、结构材料向多功能化发展、发动机材料向超高温结构材料发展、低维化是未来航空材料发展的必由之路、智能材料开发方兴未艾、隐身材料朝着多功能方向发展、电子信息功能材料争奇斗艳等。

高温合金材料属于航空航天材料中的重要成员，是制造航空航天发动机热端部件的关键材料，在先进的航空发动机中，高温合金用量占发动机总重量的40%-60%以上。目前，国际市场上每年消费高温合金材料近30万吨，被广泛应用于各个领域。中国目前高温合金材料年生产量约1万吨左右，每年需求可达2万吨以上，市场容量超过80亿元。根据中国金属学会高温材料分会，航空航天、发电领域使用的高端和新型高温合金领域需求量在3000余吨，且每年呈15%以上的速度增长。

想要了解更多详细分析，请关注中研研究院研究出版的《2019-2025年航空航天材料产业深度调研及未来发展现状趋势预测报告》