军工复合材料现状与发展

材料科学的发展造就了高强度、高模量、低比重的碳纤维，从而掀开了先进复合材料的时代。日本于1955年首先发明了聚丙烯腈（PAN）基碳纤维，并于60年代初进入工业化生产，70年代中期诞生了以碳纤维为增强相的先进复合材料。碳基增强具有无可比拟的高比强度及高比刚度性质及耐腐蚀、耐疲劳特性，非常适用于航空飞机和航天飞机。PAN碳基纤维较早时候是T300级别的用于武器装备上，20世纪60年代末，美国开发出了硼纤维增强的环氧树脂复合材料，1971年成功应用于F-14战斗机尾翼上，此后又有F-15、F-16、米格29、幻影2000、F/A-18等复合材料尾翼问世。此时一般一架军用飞机的垂尾、平尾全采用复合材料，可占总重的5%左右。经过以后的发展，目前的飞机上复合材料用量到20%~50%不等，如美国的B-2战斗机大约占50%左右，机身大部分为复合材料。

国际方面：美国军事工业强大，其主要厂家赫氏及氰特属于这类企业，主要服务于军品任务，很少在民用市场销售产品。日本军事工业受限，发展空间有限，但日本东丽、东邦、三菱三家公司部分产能参与了日本及欧美军工建设，他们在欧美积极加强本土产能建设，更深度地融入本地军工建设。

美国国防部根据武器装备的发展（包括：JSOW、JDAM、SLAM-ER、JASSM AIM-9X 计划等）提出要改进提高的材料工艺有：RTM/ VRTM、纤维舖放技术、激光定位舖层、蜂窝夹层、低成本复合材料制备技术、注射成型、透波材料、高能材料、金刚石薄膜、超塑成型、无余 量加工等。美国海军的航空平台由 16 种不同的型号飞机减少到 9 种。提出 21 世纪革命性的材料技术共有 12项。

国内方面：航空航天军工应用企业。以光威复材、中简科技、太钢钢科为代表（还包括中复神鹰、恒神部分产能、 煤化所扬州基地、西安康本、河南永煤、中油吉化、吉研高科和吉林神舟等）。生产的纤维品种，除了以 T1100 级、IM10 级和 M60J 级等为代表的顶级碳纤维品种，其他均已经或正在实现工业量产，基本解决了“卡脖子”问题。该类企业保证国家军工安全，企业首要关注点是性能与超高质量稳定性，对低成本的追求和迫切程度远不如后两类企业。该类企业的发力点是：稳质增效，填补空白，降低成本。

国内市场方面，行业的基础趋势随国家政策影响总体向好，下游企业合同负债和预收款项验证大额订单落地，景气度将沿产业链向上、中游有序传导，“十四五”期间配套企业需求放量确定性强。2022 年 12 月 2 日，中证军工指数估值为 54.2 倍，处于历史 PE 的 10.2%分位值，截止2023年11月27日，处于历史 PE 的 24%分位值继续看好当前位置下板块配置价值。

国防军工复合材料行业自20世纪中期以来，经历了显著的发展。初始阶段，日本开发的聚丙烯腈（PAN）基碳纤维为行业奠定了基础。随后，美国的硼纤维增强复合材料在F-14战斗机上的应用，标志着复合材料在军事领域的重要突破。此类材料以其高比强度、高比刚度、耐腐蚀和耐疲劳特性，广泛应用于航空飞机和航天器。目前，飞机上复合材料的用量可达20%至50%，在美国B-2战斗机中占比约50%。

展望未来，国防军工复合材料行业将继续注重技术创新和质量提升，以满足日益增长的国防和安全需求。材料的轻质化、智能化和成本效益将是发展的关键方向，同时，国内外合作与交流也将成为推动行业发展的重要因素。

参考文献：