2023年層狀金屬復合材料行業市場發展機遇分析及下游細分應用市場發展規模前景預測

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層狀金屬復合材料是通過爆炸復合、軋制復合或其他制備技術實現復層金屬與基層金屬的結合，產品具備典型結合界面特征。這種新型材料一方面可以節約稀有金屬、貴金屬，降低下游設備制造成本；另一方面能夠改善單一金屬材料的熱膨脹性、強度、耐磨損性等諸多性能，解決單一金屬不能解決的技術性問題，滿足強腐蝕、高溫高壓等特殊環境下對材料性能的要求。按照復合材料的構成不同，層狀金屬復合材料主要分為以下幾類：

1、鈦系列：鈦是一種新型金屬，具有密度小、強度高、耐腐蝕和高低溫性能好等諸多優異性能，但價格昂貴，鈦-鋼復合材料不僅可以大幅降低有關設備的成本，而且可以克服單一鈦設備的應用缺點。外層鋼提升了整體強度；兩層連成一體，具有良好的導熱性以及克服熱應力、耐熱疲勞、耐壓差和耐其他載荷的能力，能夠應對更為苛刻的生產條件。作為現代化學工業和壓力容器工業不可缺少的結構材料，鈦復合板在PTA項目、發電設備管板、冶金等領域都有廣泛的應用。

2、鋯系列：鋯室溫下能在表面形成致密的氧化膜，對大多數的無機酸、有機酸、強堿和融鹽等介質，具有比不銹鋼、鈦、鎳合金等更為優異的耐蝕性能，因而使用鋯材制作壓力容器成為必然趨勢。使用鋯-鋼復合板一方面可以降低材料價格，另一方面可以提高材料強度。目前其制備方法僅限于爆炸復合法，且難度極高，過去，國外企業在化工、核工業等大型工程項目中關鍵裝備所需的高端鋯及鋯合金復合板材方面存在著技術壟斷。

3、不銹鋼系列：不銹鋼-鋼復合板具有不銹鋼的耐腐蝕性和耐磨性，又具有碳鋼良好的可焊性、成型性、拉延性和導熱性。該材料在保持強硬度的同時又可節約鎳鉻合金、降低制造成本，因此可以完全取代或部分取代各行各業不銹鋼的使用，可廣泛用于制造化工設備、煉油設備和合成工業設備等。

4、鎳基系列：鎳基合金以鎳為基礎，加入銅、鉻、鉬、鈮、鎢等其他合金元素，可耐各種酸腐蝕和應力腐蝕，具有良好的綜合性能。鎳基合金復合材料可以充分發揮鎳基合金特性和基材的優點。例如鎳-鋼可以兼具良好的耐蝕性、高強度和低成本，鎳-不銹鋼可以應對兩種不同的侵蝕性介質，在海洋工程、石油煉化、煤化工、新能源等方面都有廣泛的應用。

5、鋁系列：鋁和鋁合金具有質量輕、導電性好、強度高、耐蝕性能強的優點，鋁-鋼、鋁-鈦-鋼復合板用于電解鋁行業中鋁導桿和鋼爪的連接。隨著近年來海洋工程、軌道交通、潔凈能源等領域的發展，鋁-鋼、鋁-鈦-鋼復合板也在這些新領域中被大量的采用，如連接海洋艦船上層鋁合金建筑與鋼制主船體，LNG汽化器過渡接頭、軌道交通感應板等。由于鋁和鋼的一些性質，特別是熔點和強度的差別，以及它們之間會生產很多金屬間化合物的特性，很難用常規的工藝將它們制成復合材料，使得爆炸焊接成為一種最好的制造大面積鋁-鋼復合材料的新工藝。

6、銅系列：銅材具備良好的導熱性和導電性，銅復合材料在船艇、動力電池等重要領域具備有著良好的發展前景。

7、鉭系列：鉭和鉭合金具有高密度、高熔點、耐蝕、優異的高溫強度等特點，在電子器件、化工裝備、武器裝備中多有應用。但由于它在地殼中資源占有量少，并與其它金屬元素在礦物中共存，因此冶煉提取難度大，加工生產成品率低，產量少，導致價格昂貴，限制其廣泛的應用。用鉭-鋼復合板制成的化工設備能適應在溫度和壓力變化幅度很大的環境中工作，并使設備成本大為降低，常用于化工、環保領域的反應釜、塔器等設備制造。

8、貴金屬系列：行業內貴金屬系列復合板主要以銀為復層材料，銀作為導電材料在電子領域有廣泛應用，具備高熱傳導率的特點，在多晶硅還原爐內壁使用爆炸復合金屬銀可以增加鏡面輻射效果，提高爐內熱量的利用率，降低還原反應的直接電耗。此外，銀為復層幾乎不含對多晶硅有害的金屬雜質，可以提高其純度，滿足電子級多晶硅的制備要求。

9、異形系列：鈦-鋼、鈦-不銹鋼、鋯合金-不銹鋼等金屬復合接頭作為功能件在核工業、航空航天領域發揮著重要作用，使不同應用環境下的異種金屬材質實現連接，滿足特殊工況條件下對多種金屬性能的需求。

因此，作為一種既能發揮稀有金屬功能、又能節約資源的新型結構和功能材料，層狀金屬復合材料有著廣闊的運用場景。層狀金屬復合材料的上游主要為金屬冶煉和加工行業，提供鈦板、鋼板、鋯板等原材料；下游應用領域豐富，廣泛應用于生產設備所處條件較為惡劣和苛刻的領域。

中金企信國際咨詢公布的《2023-2028年層狀金屬復合材料市場發展現狀分析及投資規模前景可行性評估預測報告》

2、行業技術水平及技術特點：層狀金屬復合材料的生產方法主要有爆炸復合法、軋制復合法和爆炸-軋制聯合技術等。

（1）爆炸復合法：爆炸復合法利用炸藥爆炸使復板對基板產生超高速沖擊，二者接觸面之間形成瞬時超高壓，在十分短暫的過程中使金屬接觸面之間形成一層薄的塑性變形區，并發生一定程度的熔化和擴散，從而實現復層金屬和基層金屬的固態冶金結合。這種方法具備結合強度高、適用范圍廣、產品成材率高的優點；廣泛適用于不同種類的金屬結合，可以很好應對復層、基層金屬熔點、熱膨脹系數、硬度等性質相差較大，以及結合面易生成脆性金屬間化合物的情形；并且由于其原理是使復板向基板沖擊，所以對基板的最大厚度沒有限制，適用于單張面積較大、較厚的雙層或多層復合板的生產。此外，爆炸復合法可以對管材等異形件進行外包與內包復合，應用十分廣泛。

（2）軋制復合法：軋制復合法是利用軋輥的軋制力，使各組元金屬產生塑性變形而達到結合的一種方法，按照坯料是否加熱，可將其分為冷軋復合法和熱軋復合法等。與爆炸復合法相比，軋制復合更適合于大批量生產基復層材料性能接近、規格統一的薄板，冷軋復合還適用于易氧化金屬的復合。但也存在一定劣勢，對于熱軋復合來說，待復合界面的防氧化工藝復雜，加工周期較長；而冷軋復合容易使軋件產生邊裂。

（3）爆炸-軋制聯合技術：除上述主要技術外，實際生產中還會使用爆炸-軋制聯合技術，這種方法綜合了爆炸和軋制兩種方式的優點，即先通過爆炸復合制備出較厚的復合板坯，再根據實際要求，通過熱軋、冷軋或熱軋+冷軋的工藝軋制成所需的復合板，適合于生產板面尺寸大且復層厚度較薄（一般為2mm以內）的復合材料。

目前，大規模的行業應用中所制備的裝備全部為非標設備，根據工藝技術特點針對性地進行裝備的設計，因此涉及的層狀復合材料厚度配比不同、選材不同、尺寸不同，從而形成了定制化生產的需求。爆炸復合的技術特點非常適宜因材質、因規格、因技術要求快速制定相應的工藝技術參數，尤其適應稀貴難熔金屬等不能采取常規焊接方式與黑色金屬實現結合的金屬復合材料的生產，能夠適應客戶的定制化生產需求，是行業內使用最多、應用最為廣泛的生產技術。軋制復合法等其他復合技術憑借其在部分材料制造中的生產優勢成為層狀金屬復合材料生產的有力補充。

3、所處行業的市場規模：根據中金企信統計數據：2018-2021年（預計）期間，層狀金屬復合材料行業總體呈擴張態勢。2020年受疫情影響，行業整體產值較2019年下滑6.38%，為379,422萬元；2021年，伴隨國家一系列工業穩增長的政策舉措，行業產值得到大幅提升，增長至494,262萬元。

2018-2021年中國層狀金屬復合材料行業加工行業產值分析

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???????????????數據整理：中金企信國際咨詢

其中，鈦-鋼復合材料產值從2018年的88945萬元上升到2021年的124515萬元，復合增長率達11.87%；不銹鋼-鋼復合材料產值由2018年的201,774萬元上升至2021年的270,365萬元，復合增長率為10.25%。

伴隨工業和科技的不斷發展，裝備制造行業對材料綜合性能和經濟成本的要求也會同步提高，未來，層狀金屬復合材料的應用場景將不斷擴展，市場規模繼續提升。

4、行業發展情況和未來發展趨勢：

（1）層狀金屬復合材料的應用領域不斷拓展，替代傳統材料的進程加快：層狀金屬復合材料通過兩層或多層金屬的組合，有效發揮了各自的性能優勢，揚長避短、經濟實用，是一種應用前景廣闊的新材料。20世紀90年代以前，層狀金屬復合材料最早用于衛星過渡接頭、火炮炮管等少數軍事領域；90年代至2000年逐漸擴展至石油、化工、制鹽工業等；2003年前后開始應用于火電環保脫硫；2007年開始應用于火電站設備，2008年開始應用于核電站設備，并陸續應用于金屬冶煉、輸油管道、油氣儲罐、多晶硅設備、海洋工程領域。隨著我國經濟實力的不斷增強，層狀金屬復合材料制備技術的迅速發展，以及在下游市場的不斷開發和推廣，層狀金屬復合材料替代傳統材料的進程將不斷加快。

（2）技術水平不斷提高，從實現國產替代走向具備國際競爭力：2004年之前，國內只能生產單張面積12m2以下的鈦-鋼復合板，電站用15m2以上大面積鈦-鋼復合板全部依賴進口，其市場基本被美國DMC和日本旭化成兩家公司所壟斷。此外，PTA、濕法冶金、氯堿工業、環保等行業用高端層狀金屬復合材料也存在類似問題：高端產品大部分依賴進口，具有價格高昂、交貨周期長的弊端。航空航天、核工業等領域使用的層狀金屬復合材料更是被國外公司長期封鎖。國內層狀金屬復合材料制造企業經過長期研發和積累，技術水平不斷提高，當前，以天力復合為代表的國內金屬復合企業不但完成了多種層狀金屬復合材料的進口替代，也在復合面積、制備技術水平上不斷突破，在高端產品上逐步具備了較強的國際競爭力。

（3）下游行業發展為層狀金屬復合材料提供需求增長點：層狀金屬復合材料的應用主要集中在石化及精細化工、電力、冶金、新能源、海洋工程、環保、航空航天等領域。其中，化工、冶金作為傳統應用領域具有單項目用量高、需求相對穩定的優勢；核電，光伏、氫能等新能源市場以及半導體是國家未來重點發展的產業之一，這些領域的投資建設將為層狀金屬復合材料行業提供持續的發展機會。

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