核电等下游领域发展叠加政策支持我国层状金属复合材料行业呈扩张趋势

2024-09-19 09:13

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一、层状金属复合材料广泛应用于核电等生产条件严苛领域

根据观研报告网发布的《中国层状金属复合材料行业发展深度分析与投资前景研究报告（2024-2031年）》显示，层状金属复合材料是通过爆炸复合、轧制复合或其他制备技术实现复层金属与基层金属的结合，产品具备典型结合界面特征。层状金属复合材料一方面可以节约稀有金属、贵金属，降低下游设备制造成本；另一方面能够改善单一金属材料的热膨胀性、强度、耐磨损性等诸多性能，解决单一金属不能解决的技术性问题，满足强腐蚀、高温高压等特殊环境下对材料性能的要求。

层状金属复合材料分类

产品	特点及应用
钛系列	钛是一种新型金属，具有密度小、强度高、耐腐蚀和高低温性能好等诸多优异性能，但价格昂贵，钛-钢复合材料不仅可以大幅降低有关设备的成本，而且可以克服单一钛设备的应用缺点。外层钢提升了整体强度;两层连成一体，具有良好的导热性以及克服热应力、耐热疲劳、耐压差和耐其他载荷的能力，能够应对更为苛刻的生产条件。作为现代化学工业和压力容器工业不可缺少的结构材料，钛复合板在PTA项目、发电设备管板、冶金等领城都有广泛的应用。
锆系列	锆室温下能在表面形成致密的氧化膜，对大多数的无机酸、有机酸、强碱和融盐等介质，具有比不锈钢、钛、镍合金等更为优异的耐蚀性能，因而使用锆材制作压力容器成为必然趋势。使用锆-钢复合板一方面可以降低材料价格，另一方面可以提高材料强度。目前其制备方法仅限于爆炸复合法，且难度极高，过去，国外企业在化工、核工业等大型工程项目中关键装备所需的高端锆及锆合金复合板材方面存在着技术垄断。
不锈钢系列	不锈钢-钢复合板具有不锈钢的耐腐蚀性和耐磨性，又具有碳钢良好的可焊性、成型性、拉延性和导热性。该材料在保持强硬度的同时又可节约镍铬合金、降低制造成本，因此可以完全取代或部分取代各行各业不锈钢的使用，可广泛用于制造化工设备、炼油设备和合成工业设备等。
镍基系列	镍基合金以镍为基础，加入铜、铬、钼、铌、钨等其他合金元素，可耐各种酸腐蚀和应力腐蚀，具有良好的综合性能。镍基合金复合材料可以充分发挥镍基合金特性和基材的优点。例如镍-钢可以兼具良好的耐蚀性、高强度和低成本，镍-不锈钢可以应对两种不同的侵蚀性介质，在海洋工程、石油炼化、煤化工、新能源等方面都有广泛的应用。
铝系列	铝和铝合金具有质量轻、导电性好、强度高、耐蚀性能强的优点，铝-钢、铝-钛-钢复合板用于电解铝行业中铝导杆和钢爪的连接。随着近年来海洋工程、轨道交通、洁净能源等领域的发展，铝-钢、铝-钛-钢复合板也在这些新领域中被大量的采用，如连接海洋舰船上层铝合金建筑与钢制主船体，LNG汽化器过渡接头、轨道交通感应板等。由于铝和钢的一-些性质，特别是熔点和强度的差别，以及它们之间会生产很多金属间化合物的特性，很难用常规的工艺将它们制成复合材料，使得爆炸焊接成为-种最好的制造大面积铝-钢复合材料的新工艺。
铜系列	铜材具备良好的导热性和导电性，铜复合材料在船艇、动力电池等重要领域具备良好的发展前景。
钽系列	钽和钽合金具有高密度、高熔点、耐蚀、优异的高温强度等特点，在电子器件、化工装备、武器装备中多有应用。但由于它在地壳中资源占有量少，并与其它金属元素在矿物中共存，因此冶炼提取难度大，加工生产成品率低，产量少，导致价格昂贵，限制其广泛的应用。用钽-钢复合板制成的化工设备能适应在温度和压力变化幅度很大的环境中工作，并使设备成本大为降低，常用于化工、环保领域的反应釜、塔器等设备制造。
贵金属系列	行业内贵金属系列复合板主要以银为复层材料，银作为导电材料在电子领域有广泛应用，具备高热传导率的特点，在多品硅还原炉内壁使用爆炸复合金属银可以增加镜面辐射效果，提高炉内热量的利用率，降低还原反应的直接电耗。此外银为复层几乎不含对多品硅有害的金属杂质，可以提高其纯度，满足电子级多品硅的制备要求。
异形系列	钛-钢、钛-不锈钢、锆合金-不锈钢等金属复合接头作为功能件在核工业、航空航天领域发挥着重要作用，使不同应用环境下的异种金属材质实现连接，满足特殊工况条件下对多种金属性能的需求。

资料来源：观研天下整理

层状金属复合材料下游应用领域丰富，广泛应用于生产设备所处条件较为恶劣和苛刻的领域。

1.核电

钛-钢复合材料和不锈钢-钢复合材料分别是核电设备中冷凝器管板及安注箱球体的主要用材。国家发改委、国家能源局于2022 年 1 月 29 日发布的《“十四五”现代能源体系规划》提出，要积极安全有序发展核电，到 2025 年，核电运行装机容量达到 7000 万千瓦左右。核电发展带动层状金属复合材料行业持续增长。

数据来源：观研天下数据中心整理

2.新能源汽车

新能源汽车市场发展势头强劲，钛复合板需求量大。钛复合板因其耐高温、耐高压、耐腐蚀性强的特点是镍、钴湿法冶金项目中核心设备加压釜的主要原材料，该设备内部工况环境比较恶劣，有硫酸、纯氧、固体颗粒及化学放热反应过程，利用其制备出的硫酸镍、硫酸钴是动力电池正极三元前驱体的重要原料，因此，三元前驱体的市场扩张将对加压釜的生产带来积极影响。

数据来源：观研天下数据中心整理

3.光伏及半导体

太阳能级多晶硅和电子级多晶硅是光伏行业以及半导体行业的基础原材料，受益于碳中和的目标驱动以及人工智能、自动控制等领域的发展，多晶硅市场处在快速成长阶段，新建多晶硅产线将增加对多晶硅还原炉设备的需求。N10276 高镍基合金作为复层选材应用于太阳能级多晶硅制造。用于生产半导体行业用电子级多晶硅的还原炉则通常使用银-钢复合材料，因为纯银作复层几乎不含有害杂质元素，能满足电子级多晶硅纯度的要求；且其热辐射效率高，能大大降低生产能耗。

二、下游领域持续发展叠加政策支持，层状金属复合材料行业呈扩张趋势

下游领域持续发展，层状金属复合材料行业呈扩张趋势。根据数据，2020-2023年我国层状金属复合材料市场规模由37.94亿元增长至59.69亿元。在国家政策的持续推进下，层状金属复合材料行业前景广阔。预计2024年我国层状金属复合材料市场规模达64.25亿元，较上年同比增长7.6%；2030年我国层状金属复合材料市场规模达96.46亿元，较上年同比增长6.0%。

我国层状金属复合材料行业相关政策

时间	政策	发布部门	主要内容
2021年	《“十四五”工业绿色发展规划》	工业和信息化部	推广低碳胶凝、节能门窗、环保涂料、全铝家具等绿色建材和生活用品，发展聚乳酸、聚丁二酸丁二醇醋、聚轻基烷酸、聚有机酸复合材料、椰油氨基酸等生物基材料。
2021年	《“十四五”原材料工业发展规划》	工业和信息化部、科技部、自然资源部等三部门	实施大宗基础材料巩固提升行动，引导企业在优化生产工艺的基础利用工业互联网等新一代信息技术，提升先进制造基础零部件用钢、高强铝合金、稀有稀贵金属材料、特种工程塑料、高性能膜材料、纤维新材料、复合材料等综合竞争力。
2022年	《扩大内需战略规划纲要(2022-2035年)》	中共中央、国务院	推进前沿新材料研发应用，促进重大装备工程应用和产业化发展，加快大飞机航空发动机和机载设备等研发，推进卫星及应用基础设施建设。
2023年	《关于推动能源电子产业发展的指导意见》	工信部等六部门	研发汽车发动机、变速箱等高效加工与近净成形成套装备航空航天大型复合材料智能铺放、成形、加工和检测成套装备航空航天智能装配装备，船舶板材激光焊接成套装备等。
2023年	《有色金属行业稳增长工作方案》.	工业和信息化部国家发展改革委财政部等七部门	以习近平新时代中国特色社会主义思想为指导，全面贯彻党的二十大精神,全面落实中央经济工作会议部署，坚持问题导向、目标导向，强化系统观念，更好统筹发展和安全，以深化供给侧结构性改革为主线，加快落实《“十四五”原材料工业发展规划》，集聚各方力量，以优供给、促投资、拓消费、稳外贸为着力点，培育有色金属行业增长的内生动力，提升供给结构对有效需求的适配性和可靠性，促进有色金属行业稳定增长，为促进工业经济平稳发展提供有力支撑。