1.1.1 2024-2028年中国航空航天新材料行业影响因素分析
一、航空航天新材料应用领域广阔
航空航天为下游核心消费领域，伴随军用航空崛起于“十四五”，有望在“十五五”伴随民用航空迎来新一轮爆发，因此航空新材料中短期看军用，长期看军民两用。在军用飞机领域，航空航天复合新材料能够改善飞机机体结构，提高飞机隐身能力，其应用范围逐渐从阻力板、起落架舱门等受载不大的简单零部件拓展到机身、机翼盒段、起落架系统等主承力构件；在民用飞机领域，航空航天复合新材料能够降低结构重量，提高飞机运行的安全性和经济性，其应用范围逐渐从整流罩、扰流板等受力较小的构件拓展到机翼、机身等主要受力部件。此外，目前航空航天新材料在制造领域的应用已经非常广泛。例如，在一些先进的战斗机中，高达60%以上的机体结构采用了复合新材料。
未来，随着环境保护意识的提高，航空航天新材料的环保性能也将会得到重视和加强，促进其在绿色制造领域的应用。此外，随着航空航天技术的不断发展，新材料的应用领域也将会更加广泛，例如在无人机、航空发动机等领域的应用将会越来越广泛。
二、航空新材料不断升级换代
随着科技的不断进步，航空新材料也在不断升级换代。未来，航空新材料将朝着更轻、更强、更耐腐蚀的方向发展。航空航天行业对轻量化材料的需求将持续增加。轻量化材料可以减少航空航天器的重量，提高载荷能力和燃油效率。因此，轻量化材料如碳纤维增强复合材料、铝锂合金等将成为行业的重要发展方向。
当前，钛合金作为一种具有优异性能的材料，正逐渐受到航空领域的青睐。钛合金具有高强度、低密度、良好的耐腐蚀性和高温性能等特点，被广泛应用于航空领域。与传统的铝合金相比，钛合金具有更高的比强度和更低的热膨胀系数，能够有效提高飞行器的性能和使用寿命。此外，钛合金还具有良好的加工性能和焊接性能，能够满足航空领域对于高性能材料的需求。除了钛合金和碳纤维复合新材料之外，纳米材料和智能材料等新型材料也逐渐应用于航空领域。这些新型材料具有更为优异的性能和特点，为航空事业的发展带来了新的机遇。
三、重视新技术、新工艺应用
航空新材料属于知识密集、技术密集学科，依靠传统工艺技术难以满足现代航空产品要求。目前我国对新技术、新工艺在航空新材料领域的开发应用都非常重视，将信息技术、新材料技术等高新技术相互融合，跨学科融合发展，实现先进材料成型制造技术和制造工艺突破，推动产品优化升级。此外，信息化技术、数字控制技术可以缩短设计、制造周期及提高精度。相关新技术、新工艺主要包括定向凝固技术，机械合金化、快速凝固、复合裁剪技术，电子束、等离子束及激光束技术，真空电弧重熔、细晶铸锭技术及相应发展的热等静压技术，超塑成型技术，固态焊接技术等。
四、航空航天核心材料，技术壁垒较高
碳纤维具有强度高、比模量高（强度为钢铁的10倍，质量仅有铝材的一半）、质量轻、耐腐蚀、耐疲劳、热膨胀系数小、耐高低温等优越性能，是军民用重要基础材料，应用于航空航天、体育、汽车、建筑及其结构补强等领域。相比传统金属材料，树脂基碳纤维模量高于钛合金等传统工业材料，强度通过设计可达到高强钢水平、明显高于钛合金，在性能和轻量化两方面优势都非常明显。然而碳纤维成本也相对较高，虽然目前在航空航天等高精尖领域已部分取代传统材料，但对力学性能要求相对不高的传统行业则更看重经济效益，传统材料依然为主力军。
五、性能瓶颈与环境压力
航天领域对高性能新材料的渴求是无止境的。从火箭推进系统到卫星轻量化，从探测器的耐极端环境到载人航天的安全，新材料在各个层面都起着关键的作用。然而，我们目前所使用的新材料在很多方面都存在着性能的瓶颈。
首先，传统的新材料在强度与重量比上无法满足更高要求的航天任务。虽然碳纤维复合新材料已经在许多应用中展现出优越的性能，但它们的强度和重量比仍无法满足如火星探测等更极端的航天任务。其次，新材料的生产过程复杂、成本高，且大多数新材料的生命周期管理困难，从生产到最终处置都面临着巨大的环境压力。
1.1.2 2024-2028年中国新材料产业总产值预测
2022年，我国新材料产业总产值达到6.8万亿元；2023年，我国新材料产业总产值约达到7.9万亿元。
我们预计，2024年我国新材料产业总产值将达到9.1万亿元，未来五年（2024-2028）年均复合增长率约为8.48%，2028年将达到12.6万亿元。
图表 中投顾问对2024-2028年中国新材料产业总产值预测
数据来源：中投产业研究院
1.1.3 2024-2028年中国高温合金产量预测
2022年，我国高温合金产量达到4.2万吨；2023年，我国高温合金产量约达到4.9万吨。
我们预计，2024年我国高温合金产量将达到5.5万吨，未来五年（2024-2028）年均复合增长率约为11.17%，2028年将达到8.4万吨。
图表 中投顾问对2024-2028年中国高温合金产量预测
数据来源：中投产业研究院
1.1.4 2024-2028年中国铝合金产量预测
2022年，我国铝合金产量达到1,218.3万吨；2023年1-9月，我国铝合金产量达到1,047.2万吨。
我们预计，2024年我国铝合金产量将达到1,510万吨，未来五年（2024-2028）年均复合增长率约为8.53%，2028年将达到2,095万吨。
图表 中投顾问对2024-2028年中国铝合金产量预测
数据来源：中投产业研究院