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中信建投证券:24年我国航发产业对陶瓷基复合材料需求或已出现拐点

中信建投証券:24年、我が国の航空エンジン産業におけるセラミック基複合材料の需要はすでに転換点を迎えた可能性がある。

智通財経 ·  05/20 22:03

24年には、中国の航空産業においては、セラミック基複合材料の需要が既に拐点を迎えており、関連企業の技術突破、生産コストの低下、応用熟練度の向上に伴い、中国の航空産業におけるCMCの成長潜力は巨大です。

Smart Finance APPによると、証券会社の中信建投は、24年には、中国の航空産業においては、セラミック基複合材料の需要が既に拐点を迎えており、関連企業の技術突破、生産コストの低下、応用熟練度の向上に伴い、中国の航空産業におけるCMCの成長潜力は巨大です。SiCf / SiCの応用検証段階では、上流材料に大きな需要があり、小量の納品や量産段階に入ると、上流部門が先んじて起動する可能性があります。注目すべきは、Torch Electronics(603678.SH)、Chujiang New Materials(002171.SZ)です。 CMC製造技術の最適化、上層繊維のコスト低下、応用熟練度の向上に伴い、中層のCMC部品製造企業は高速発展期を迎える可能性があります。注目するのは、Huakin Technology(688281.SH)、AVIC Aviation High-Tech(600802.SH)です。

中信建投証券の主要なポイントは以下の通りです:

セラミック基複合材料は、高温性能に優れており、SiCf / SiCは最近の研究の焦点です。

セラミック基複合材料(CMC)は、増強材料をセラミック基体に導入し、導入された増強材料を分散相とし、セラミック基体を連続相とする複合材料であり、主にセラミック基体、繊維、界面層で構成されます。樹脂基複合材料と金属に比べて、CMCは高温耐性、低密度、高比強度、高比弾性率、耐酸化性、耐蝕性などの優れた性能を有しています。

CMCは、一般的に酸化物基と非酸化物基の2つに分類され、非酸化物基は高温耐性がより強く、Cf / SiC(炭素セラミックス)とSiCf / SiCを含みます。後者は、酸化防止能力がより高く、寿命がより長く、最近の研究の焦点です。

CMCは、航空宇宙や原子力など、多くの分野で大きなアプリケーションの可能性を秘めており、市場空間は広大です。

航空エンジンの分野では、SiCf / SiCは、高温耐性、酸化防止性、軽量化、長寿命を実現することができ、航空エンジンのホットエンド材料として理想的な材料であり、ホットエンドステーショナリーコンポーネントに大規模に適用されており、回転部品のアプリケーションが現在探索されています。

原子力の分野では、SiCf / SiC複合材料は、高融点、高熱伝導率、高温安定性、小さな中性子吸収断面積、優れた中性子照射安定性などの優れた性能を持っており、反応炉包層の一次壁、流路プラグ、制御棒、ディバーターなどに理想の材料です。

Cf / SiCは、SiCf / SiCよりも酸化防止能力は劣っていますが、高温耐性はそれ以上であり、高マッハ数飛行機の防熱ニーズと軽量化ニーズを効果的に解決することができ、ロケットエンジンや人工衛星の反射鏡などでも用いられ、宇宙航空の分野で既に成熟したアプリケーションが実現されています。

Cf / SiCは、良好な摩擦性能と耐酸化性を持っています。また、摩擦性能が外部環境介質に対して感度が低く、従来の粉末冶金やC / C複合材料ブレーキ材料の良い代替品となる可能性があります。炭素セラミックスブレーキディスクは、自動車や航空機で大量に使用されており、高速鉄道でも使用されています。

ミサイルアンテナカバーは、支持、耐熱、透波、耐食性など多機能を備えている必要があり、セラミック基の透波複合材料が透波材料の発展傾向にあります。継続的なSi3N4繊維は、クォーツ繊維の代替品として有望で、新世代の高Mach数ミサイルアンテナカバーの製造に利用される予定です。

全球的なCMC市場は急速に拡大しており、2022年には全球CMC市場は119億ドルに達し、CMC市場は10.5%のCAGRで成長し、2028年には216億ドルに達すると予想され、そのうちCMC-SiC市場が最も高い割合を占めます。現在、国防と航空宇宙の分野のCMC市場占有率が最も高く、次に自動車、エネルギー分野の需要も引き続き増加する見込みです。

CMCの製造工程は壁が高く、GEのCMC製造は産業化の段階に入っています。

CMCコンポーネントの製造工程は複雑で、壁が高く、一般的にセラミック基材料の製造、プリフォーム編み込み、繊維インターフェース層の製造、基材の製造と密閉、密度の増加、加工成形などのステップに分けられます。過酷な作業環境にあるCMCコンポーネントは、航空エンジンのホットエンド部品など、環境障壁塗料を製造する必要があります。

SiC繊維のコストは、CMC製品のコストの50%以上を占め、一般的に先駆体転換法が使用されます。 CMC複合材料の製造工程では、CVI、MI、PIP工程が成熟していますが、それぞれの制限事項があります。CVIは、大型、薄壁、複雑な構造の部品を製造できますが、コストが高く、工程が複雑で、沈殿速度が遅く、制作サイクルが長く、内部には孔が形成されやすく、厚い壁の部品を製造するのには適していません。MIプロセスには、単純で効率的で、近いネット成形、製造周期が短く、CMC基材の密度が密度が低めなどの利点がありますが、材料の強度に影響を与える遊離シリコンなどの残留物があり、高温耐性が低下します。 PIPは、大型で、複雑な構造の部品を製造するための有効な方法として広く認知されていますが、前駆体の使用量が多く、工程サイクルが長く、コストが高いです。複合技術では、複数の工程を組み合わせることができます。

GEは、1980年代後半からSiC / SiC複合材料技術の製造に向けたMIプロセスの研究開発を開始し、プロセス探索段階、大規模な検証段階を経て、現在は実用化段階に入っています(2016年以降)。米国のGEは、SiCファイバー、プレプレグ、CMC部品を含む垂直一体CMCサプライチェーンを構築し、年間20トンのCMCプレプレグ、10トンのSiCファイバー、50,000を超えるCMCエンジン部品を生産することができます。2019年におけるGEとCFMの報告によると、10年間でGEおよびCFMのCMC需要が20倍増加し、将来10年間にはCMC部品の生産量が10倍増加することが予測されています。

中国は、比較的完全なCMC産業チェーンを構築し、航空発動機のCMCに向けた転機を迎えています。

全体的に見ると、中国の陶磁器ベースの複合材料は国外とほぼ同等です。ブレーキ、航空機防熱分野では中国が先行し、また、航空機エンジン分野ではやや遅れています。碳化シリコン繊維については、早期のSiC繊維は中国のCMC産業の瓶の首でしたが、現在、2世代の碳化シリコン繊維の国家標準が発表され、関連産業が成熟したことを表しています。3世代のSiC繊維は技術的突破口を実現し、研究室の製品は日本の同様の製品に匹敵しますが、生産レベルはまだ産業化の規模に達していません。窒化シリコン繊維に関しては、中国でのSi3N4継続繊維製造が実現され、国内はアメリカ、日本、ドイツ、フランスとほぼ同等です。陶磁器ベースの複合材料製造については、中国のCVIプロセスは産業化されており、PIPプロセスは比較的成熟しており、MIプロセスには関連する企業や団体があります。

Cf / SiCの場合、中国はこれを熱構造と空間カメラのサポート構造などに使用しており、高分解能スペースリモートセンシング衛星に使用しています。航空制動材料の使用においては、国際的にトップクラスの地位にあります。 SiCf / SiCの場合、国内の航空発動機CMCはアプリケーション確認段階に入っていますが、まだ工業用規模の運用には至っておらず、2024年には転換点が発生する見込みです。

中国のCMC産業チェーンは、Cf / SiCの場合、炭素繊維と炭素セラミック制動材料に関与する企業が多く、SiCf / SiCの場合、国外と比較して、中国の企業の数は少なく、規模は小さく、産業チェーンは弱いです。生産能力制限、製品の一貫性が劣る、製造コストが高いなどの問題が浮かび上がっています。 窒化シリコン繊維方面では、現在はまだ活用初期段階にありますが、一部の企業は既に配置済みです。

リスク分析:CMCの下流アプリケーションの進捗が予想を下回るリスク;上流の繊維産業化の進捗が予想を下回るリスク; 3.市場競争激化のリスク。

これらの内容は、情報提供及び投資家教育のためのものであり、いかなる個別株や投資方法を推奨するものではありません。 更に詳しい情報
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