碳/碳复合材料曾长期作为光伏热场领域的关键耗材,特别是在高温烧结炉、单晶硅拉制炉等超高温场景中广泛应用。但随着2023年以来光伏产业陷入“内卷”怪圈,组件价格持续下行,新增产能趋于饱和,光伏企业对于下游设备更新意愿减弱,直接冲击了碳碳热场材料的需求。尽管年初发布的“136号文”让光伏行业掀起了久违的“抢装潮”,但好景不长,4月下旬部分厂家就开始调低产品价格,又重新回到了“降价旋涡”中。
在此情形下,众多原本依赖光伏红利的碳/碳复材企业开始寻找新的应用突破口。近两年,众多细分方向如碳陶制动盘、石墨负极耗材、空天热防护系统等,正在成为碳/碳复合材料应用的新增长点。
碳基制动盘最早应用于航空航天和F1赛车等领域,因具备轻量化、耐高低温性、抗氧化性、长寿命为特点,在高端制动系统中有着不可替代的作用。如今,随着新能源汽车的发展,长续航和高制动性能成为核心诉求,碳陶制动盘正在加速迎来对传统金属盘的替代。
公开资料显示,金博股份率先实现了碳陶盘预制体的规模量产,公司已向广汽埃安、比亚迪等国内整车厂完成定点,今年3月金博碳陶KBCC与AP Racing亚太区总代理康纳制动签署了战略合作协议,携手开拓碳陶制动后市场。
另一家上市公司天宜上佳,依托其在高铁刹车系统的材料基础,通过全产业链模式,实现从碳陶摩擦材料到制动衬片的闭环布局。
楚江新材子公司天鸟高新成为国产民航大飞机C919碳刹车预制件的唯一供应商。
由此可见,国内碳陶制动盘产业链正在逐步完善,碳/碳复合材料有望迎来较大需求。中泰证券预测,今年中国新能源汽车碳陶刹车盘市场规模将超过20亿元。
在电动化能源转型背景下,遵循光伏热场逻辑,碳/碳复合材料有望替代石墨负极中的传统热场耗材。负极材料主流人造石墨的超高温处理过程中,传统石墨热场存在发热效率低、易开裂等问题,相比之下碳/碳热场材料具备低热膨胀、高尺寸稳定性、长寿命等性能优势,能够助力负极厂商降本增效,未来替换空间大。
与此同时,科研端对碳/碳复合材料耐烧蚀、抗氧化的研究也在不断深入,尤其是在航空航天与再入防热结构。
西北工业大学李贺军院士课题组针对碳材料易氧化制约其在高温极端环境下的可靠服役问题,借助溶胶-凝胶法合成Hfu₆Ta₂O₁₇包覆片状石墨的复合材料,并采用热喷涂将其制备在碳/碳复合材料表面,最终实现了C/C复合材料抗烧蚀性能的显著提升。
哈尔滨工业大学张幸红教授团队提出了一种利用糖衍生碳替代石油化工产品作为致密基质来制备碳/碳复合材料的方法。研究表明,这类材料在模拟3000 ℃、10 MW/m²高热流条件下表现出极低的线烧蚀率,并具备优异的热稳定性与抗氧化能力,有望应用于从半导体到航空航天等广泛领域。
同时,中南大学、上海大学等高校团队长期从事碳陶摩擦材料的基础研究,致力于推动国产碳陶制动盘在飞机制动、汽车制动、高速列车制动系统的验证。
在国内,众多碳/碳复合材料产业链相关企业都在加速推进技术自主创新,在传统光伏热场的基础上,积极布局碳陶制动盘、负极材料、智能制造等领域,通过与西北工业大学、中南大学、上海大学等高校建立深度合作,形成技术、人才、产业的高效链接,为碳/碳复合材料的多元化应用提供强劲动力