一张图看懂铝基复合材料

一张图看懂铝基复合材料新材料在线2015年9月 021.铝基复合材料简介2.铝基复合材料产业链分析3.铝基复合材料市场分析4.铝基复合材料发展趋势5.铝基复合材料企业分析目录 03铝基复合材料是以金属铝及其合金为基体, 以金属或非金属颗粒、晶须或纤维为增强相的非均质混合物。复合材料分类：复合材料聚合物基复合材料（PMCs）金属基复合材料（MMCs）陶瓷基复合材料（CMCs）铝基复合材料镁基复合材料镍基复合材料钛基复合材料······导热性好制备工艺灵活导热性好耐高温比刚度高导电性好密度小比强度高比弹性模量大抗氧化比刚度高铝基复合材料特点： 04纤维增强铝基复合材料连续纤维增强铝基复合材料短纤维增强铝基复合材料晶须增强铝基复合材料颗粒增强铝基复合材料直径在0.5~ 100μm 之间的等轴晶粒铝基复合材料分类铝基复合材料的分类基体材料增强材料材料1.纯铝2.铝合金：Al2Mg、Al2Si、Al2Cu、Al2Li和Al2Fe等1. 纤维材料：B、SiC、Al2O3和C纤维等2. 增强颗粒：SiC、Si3N4、Al2O3、TiC、TiB2、A1N、B4C以及石墨颗粒或者金属颗粒要求只有当基体金属和增强体合理搭配时,才能充分发挥基体材料和增强相的性能优势高强度、高弹性模量、低密度、高硬度、高耐磨性、良好的化学稳定性、增强体与基体金属有良好的润湿性等。铝基复合材料对组成的要求 05铝基复合材料应用铝基复合材料以其优良的性能，问世以来在交通运输、兵器武装、航空航天、电子和光学仪器、核工业等许多领域得到广泛的应用。选材：纤维增强铝基复合材料应用：制导舵板、战斗部支撑架、军用作战桥梁的拉力弦、架桥坦克桥体、长杆式穿甲弹弹托、船舶结构体和舱板、鱼雷、水雷外壳等选材：颗粒增强铝基复合材料等应用：电子器材的衬装材料、散热片、基板及热沉等电子部件、望远镜的支架和副镜等、制造惯性导航系统的精密零件、惯性器件等•星载大功率多工器•核工业•线缆•·······选材：纤维和颗粒增强铝基复合材料应用：飞机摄像镜方向架、卫星反动轮和方向架的支撑架、航空结构的导槽、角材、飞机液压管、直升机的起落架和阀体等选材：颗粒及短纤维增强铝基复合材料应用：发动机活塞、连杆、制动盘、齿轮箱、刹车转子、刹车活塞、刹车垫板和卡钳等刹车系统元件，汽车驱动轴和摇臂等汽车零件交通运输兵器武装航天航空电子和光学仪器其它 06铝基复合材料产业链分析适合于制造电子器材的衬装材料、散热片、基板及热沉等电子铝基复合材料还可以制造惯性导航系统的精铝碳化硅、硅铝导热率相当，但硅铝可加工性更强，多用于制成形状复杂的壳体。模块的国产化市场需求、航空航天的国防高要求为铝 07铝基复合材料产业链上游中游下游•基体材料：纯铝、铝合金•增强材料：纤维、颗粒•航空航天•交通运输•兵器武装•仪器设备•核工业•线缆铝基复合材料制备 常用的铝基复合材料制备工艺08铝基复合材料制备工艺Source：新材料在线整理铝基复合材料的制备工艺较多，根据增强材料的选择有所差别。包括粉末冶金法、压力浸渗工艺、反应自生成法、高能高速固结工艺、半固态搅拌复合制造、喷射沉积法、搅拌摩擦加工法及球磨法制备纳米碳管增强铝基复合材料等。制备方法适用增强材料的类型典型铝基复合材料扩散结合连续纤维Bf/Al；Cf/Al粉末冶金连续、短纤维、颗粒、晶须SiCf/Al；SiCW/Al；SiCp/Al压铸连续、短纤维、颗粒、晶须Al2O3f/Al；SiCW/Al；SiCp/Al；Cr/Al半固态复合铸造颗粒SiCp/Al；Al2O3p/Al喷射沉积颗粒SiCp/Al原位复合连续、晶须TiCp/Al 09颗粒增强铝基复合材料制备工艺目前,碳化硅颗粒增强铝基复合材料的制备方法主要有：粉末冶金法、喷射沉积法、浸渗法、搅拌铸造法。制备技术材料性能特点应用场合粉末冶金高模量、高强度；良好塑韧性(≥5%) ; 良好导热性; 适中的线胀系数直升机旋翼连接件; 飞机腹鳍、导流叶片; 支撑结构件、支架搅拌铸造高模量; 强度与塑性较差; 良好导热性; 成本较低汽车刹车盘、活塞、活塞环、连杆;高速列车刹车盘压力浸渗高模量；低膨胀；高导热汽车刹车类零件无压浸渗高模量；低膨胀；高导热封装材料四种颗粒增强铝基复合材料工程化制备技术的特点与应用情况压力浸渗法制备预制块工艺流程喷射沉积工艺原理示意图喷射沉积工艺原理示意图 10铝基复合材料市场分析 全球金属基复合材料市场及展望050010001500200025003000350040002004200520062007200820132015Eground transportationelectronics/thermal managementaerospaceindustrialconsumer products11全球铝基复合材料发展概况•2013年以前全球金属基复合材料（MMCs）市场将保持5.9％的年增长率，2013-2015年，预计这一增速将提升至6.5%。•铝基复合材料是金属基复合材料的典型代表，其市场发展趋势和MMCs密切相关。Source：中国材料进展，新材料在线目前开发的锅基复合材料主要有BC/A1快等基复合材料已经广泛用于大飞机的机翼、方向舵、襟翼、件。美国麦道公司在增强钼基复合材料前苏联航空材料研究所把硼纤维增强铝基复合材料用于安靠性的同时于铝基复合材料还存在着制备工艺复杂设备要求严格普遍。 12全球铝基复合材料应用典型案例•交通运输工具始终是铝基复合材料最重要的民用领域之一, 但这一领域特别是汽车工业对价格极为敏感, 因此竞争也格外激烈。•廉价的颗粒增强铝基复合材料在交通运输领域更有可能实现大规模应用。Source：中国材料进展，新材料在线铝基复合材料在工业上的应用研制单位基体材料增强体增强体（vol%）应用MartinAl 2219TiC15-20活塞，连杆3MAl-2%CuAl2O365刹车盘HondaAl 2024Al2O310-20连杆DuralAl 6061Al2O310-20活塞3MAlAl2O345飞轮DWAAl 2124SiC10-20活塞、连杆 13中国铝基复合材料发展概况中国铝基中间合金区域市场分布铝基复合材料受整个产业链分布影响，中国铝基中间合金行业企业分布有较明显的区域分布：•以华东地区最为集中，企业数量大•华北和中南铝基中间合金需求较大，生产企业数量不多，但企业生产规模较大Source：中国市场调查研究中心从市场定位上，国内市场方面重点是华北、华东、的代理制，他们一般经历了销售渠道的发展过程， 我国铝基中间合金的需求量0%5%10%15%20%05101520253035402010年2011年2012年2013年2014年市场规模（亿元）增长速率14碳化硅增强铝基复合材料的发展2014年，我国铝基中间合金消费量约19.4万吨，销售市场规模约36.9亿元，同比增长17.52%。Source：中国产业信息网，新材料在线 15铝基复合材料发展趋势行业技术水平参差不齐国内中间合金企业技术水平参差不齐，大部分企业从事中低端产品的生产，自主创新能力差，尖端产品技术仍然还未完全掌握。国内仍以生产中低端的铝钛、铝钛硼等中间合金为主。铝钪、铝钼、铝锂、铝磷和铝钛碳等新型中间合金的技术与国外先进水平有一定差距。行业利润水平差异较大拥有雄厚的研发实力和先进的技术装备、能够生产高质量产品且规模化经营的生产企业，盈利稳定且利润水平较高。四通新材中间合金的综合毛利率基本保持在13.82%-14.09%。 16铝基复合材料企业分析 17中国铝基中间合金重点企业我国铝基中间合金企业超过百家，中小企业占80%以上。近年来国内铝基中间合金行业集中度有所提高，中国市场调查研究中心数据显示，我国铝基中间合金行业重点企业主要有：深圳市新星轻合金材料股份有限公司江西永特合金有限公司河北四通新型金属材料股份有限公司南京云海特种金属股份有限公司湖南金联星特种材料股份有限公司上海郑裕特种合金有限公司徐州华天金属熔剂有限公司徐州华升铝业有限公司正邦（福建）冶金材料有限公司江西宏科特种合金有限公司排名不分先后 微信公众号：xincailiaozaixian新浪微博：新材料在线官微Email:service@xincailiao.com官方微博官方微信新材料在线® 免责声明新材料在线® 版权声明1.本文仅代表作者本人观点，新材料在线®对文中陈述、观点判断保持中立，不对所包含内容的准确性、可靠性或完整性提供任何明示或暗示的保证。本报告内容及观点也不构成任何投资建议，报告中所引用信息均来自公开资料，请读者仅作参考，并请自行承担全部责任。2.本文部分数据、图表或其他内容来源于网络或其他公开资料，版权归属原作者、原出处所有。任何涉及商业盈利目的均不得使用，否则产生的一切后果将由您自己承担。3.新材料在线®尊重知识产权，本文作者引用部分数据仅为交流学习之用，所引用数据都标注了原文出处，个人或单位如认为本文存在侵权之内容，应及时与我们取得联系，收到信息后即及时给予处理。4.新材料在线®力求数据严谨准确，但因时间和人力有限，文中数据难免有所纰漏，我们对文中数据、观点不做任何保证。如有重大失误失实，敬请读者不吝赐教批评指正。我们热忱欢迎新材料各界人士免费加入[新材料在线®]平台，发表您的观点或见解。对【版权声明】和【免责声明】的解释权、修改权及更新权均属于新材料在线® 所有。1.凡注明“新材料在线”的所有文字、图片、音视频资料、研究报告等信息版权均属新材料在线®平台所有，转载或引用本网版权所有之内容须注明“转自（或引自）新材料在线”字样，并标明本网网址http://www.xincailiao.com。2.本站信息仅供用于学习交流使用，对于不当转载或引用本网内容而引起的民事纷争、行政处理或其他损失，本网不承担责任。附则