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材料工業是國民經濟的基礎產業。新材料是材料工業發展的先導，是重要的戰略性新興產業。“十三五”時期，是我國材料工業由大變強的關鍵時期。加快培育和發展新材料產業，對于引領材料工業升級換代，支撐戰略性新興產業發展，保障重大工程建設，促進傳統產業轉型升級，構建國際競爭新優勢具有重要的戰略意義。
《制造2025》將新材料作為十大重點領域。《制造2025》大力推進新材料產業發展，力爭在2025 年以前使我國新材料產業進入一流強國行列。報告把特種金屬功能材料、高性能結構材料、功能性高分子材料、特種無機非金屬材料和先進復合材料為發展重點，積極發展軍民共用特種新材料，加快技術雙向轉移轉化，促進新材料產業軍民融合發展。
材料工業具有較強的通用性，軍民轉換障礙較小，這使其在“軍轉民”和“民參軍”兩個方向上均有較好的發展前景：在“軍轉民”方向上，十大軍工集團和軍工科研院所擁有先進的新材料技術，若將這些先進的材料技術用于民品市場，將顯著提高我國制造業的整體水平；在“民參軍”方向上，材料工業對保密性要求不太高，經營能力強的民營企業可以較為順利的進入軍工市場，提高軍工新材料市場的整體效率。為此我們將重點挖掘軍工新材料領域的投資機會。
新材料種類
資料來源：《新材料十二五規劃》
軍工新材料
1高溫合金
高溫合金又稱超合金，是指在600℃以上溫度環境中，依然具有抗氧化性、抗腐蝕性、抗疲勞性和韌性，面對復雜應力(熱疲勞、松弛、蠕變)仍然能按設計正常工作的金屬材料。高溫合金發源于一戰時期，在二戰時期主要用于渦輪噴氣發動機，隨著航空發動機的不斷進步，其物質成分、制作工藝、性能也在不斷的改進。目前，高溫合金主要有變形高溫合金、鑄造高溫合金、粉末冶金高溫合金、ODS 高溫合金和金屬間化合物高溫合金。其中，變形高溫合金和鑄造高溫合金運用為廣泛。
高溫合金主要運用于航空發動機、燃氣輪機、單晶高溫合金葉片、核反應設備領域，其中航空航天領域占據了50%以上的份額。在國際先進航空發動機中，高溫合金約占總重量的40~60%；研究表明，航空發動機推重比的提高，50~70%的貢獻來自于高溫材料和其相關制備技術。預計2015 年到2020 年高溫合金的市場總規模接近700 億。
高端高溫合金被國外壟斷
高溫合金尖端技術與國際先進水平差距較大。目前高溫合金年產量約為30 萬噸，產值約100 億美元，能夠生產航空航天用高溫合金的企業不超過50 家，主要集中在美國、歐洲、日本和。而且各國將高溫合金視為軍事戰略物資，出口較少，且壟斷高端技術。目前在尖端技術上與國際水平相差甚遠，部分高端精密高溫合金部件被國外壟斷，高端先進的高溫合金需要進口，同時在生產工藝上較落后，產品合格率較低，成品質量也較差。
國內高溫合金市場較為分散
鋼研高納（300034）和撫順特鋼（600399）是國內高溫合金龍頭。在國內，目前消耗量大的變形高溫合金主要由撫順特鋼、鋼研高納、寶鋼特鋼、長城特鋼等企業生產，此類企業善于生產大批量、通用型、結構較為簡單的產品。鑄造高溫合金主要是由鋼研高納、中科院金屬所和航材院以及各發動機廠專屬精鑄件廠生產，前三者主要是承接發動機廠對外委托的精鑄件業務。撫順特鋼和鋼研高納是兩個方向的龍頭企業，兩者在變形高溫合金業務上有一定競爭，但總體發展方向不同。撫順特鋼以提高產量降低成本為發展方向；鋼研高納走研發加產業化道路，產品更高端更具針對性。
圖1：高溫合金制成的航空發動機單晶葉片
資料來源：鋼研高納官網
圖2：高溫合金一半以上用于航空航天
2復合材料
復合材料是由兩種或多種性質不同的材料通過物理和化學復合，在宏觀和微觀上組成具有新性能的材料。多種材料在性能上互相取長補短，產生協同效應，使復合材料的綜合性能優于原組成材料而滿足各種不同的要求。
先進復合材料具有高比強度、高比模量、耐燒蝕、抗侵蝕、抗核、抗粒子云、透波、吸波、隱身、抗高速撞擊等一系列優點，是國防工業發展中重要的一類工程材料。常見材料如碳纖維、玻璃纖維、芳綸、超高分子量聚乙烯纖維等。大體分為：樹脂基、金屬基、陶瓷基和碳-碳復合材料。
復合材料在軍工領域中主要用于飛行器結構材料。目前先進的戰機上復合材料用量已經達到40%，在空客近推出的A350 飛機上復合材料用量更是高達52%。預計未來5 年軍用航空市場需求量達到10.2萬噸，市場空間超過200 億元；未來20 年民用航空市場需求量達到35.4 萬噸，市場空間超過700 億元。
我國復合材料技術與先進水平差距較大
復合材料總產量已超過1,000 萬噸，其中美國占據位置，占產量的28%。的復合材料技術與水平存在相當大的差距，特別是碳纖維方面。
圖3：碳纖維材料和復合材料打造的X-45 無人機
資料來源：環球軍事
3鈦合金
鈦合金具有較高的抗拉強度，較低的密度，優良的抗腐蝕性能，在300~550℃溫度下有一定的高溫持久強度同時具有很好的低溫沖擊韌性，是一種理想的輕質結構材料。
鈦合金在航空工業中的應用主要是制作飛機的機身結構件、起落架、支撐梁、發動機壓氣機盤。它在F-22 飛機上的用量占結構重量的41%，在波音787 上用量達到15%，在A320 上的V2500 發動機上的用量達到31%。預計未來5 年我國軍用航空領域的鈦合金市場規模為142 億元，未來20 年民用航空領域的鈦合金市場為265.5 億元。
我國航空用鈦量僅占鈦合金市場10.9%，而美國已經達到70%，鈦合金市場也達到了43%。目前我國非航空鈦合金市場已經接近飽和，未來航空用鈦材料是鈦合金產業的主要增長點。
4超材料
超材料作為獨立的學科始于2001 年，是一項在國際上熱門的新興交叉學科，因其可以實現負折射率、電磁隱身衣等奇特功能，兩次入選美國《科學》雜志“十大科技突破”，并于2010 年被美國《科學》雜志評為過去十年中人類重大的十項科技突破之一。
自然界材料由原子電子的規律排布組成，具有固定的電磁參數，無法人為改變。超材料是一種由材料構成的“材料”。其中，介于宏觀和微觀之間的結構是超材料的基本組成單元。超材料技術是一種材料逆向設計技術，具有超越自然界材料電磁響應極限的特性，包括：
可設計電磁參數電磁參數任意可調可設計的非均勻分布可設計的各向異性響應
超材料技術的核心關鍵就是對電磁波傳播的人為設計、任意控制。通過超材料對電磁波的響應，我們可以利用超材料任意控制電磁波傳播的方式。超材料可以超越自然界，讓電磁波往法線同一側折射，這種材料叫負折射率超材料；可以讓穿過它的電磁波發生極化的旋轉；可以讓遠方傳來的電磁波信號匯聚到一點；甚至可以實現科幻電影中的“隱身衣”，讓電磁波像流水一樣繞過物體，實現隱身功能。因此我們可以設計和制造在空間增益、波束偏折、極化旋轉、吸收、透明等各方面的高性能超材料器件。
超材料可廣泛應用于國防軍工及智能裝備等領域，超材料的國防應用主要集中在電磁領域。如超材料隱身技術、超材料特種天線、超材料雷達罩等；我國超材料雷達罩研制。雷達罩技術升級換代較快，目前已經進入了以相控陣、高隱身、超寬帶和高超聲速為特征的新技術時代。我國已有部分研究所在進行超材料雷達罩的研制，如中航工業特種所研制的“人工介質雷達罩”使我國成為繼美、德之后第三個把超材料成功應用于飛機雷達罩的。
超材料已成為各國研究重點。超材料已成為國際軍事熱門技術，得到了各國政府、軍工企業的重視，目前在研究領域杜克大學和倫敦瑪麗皇后大學為，各個企業也在積極的研發超材料產品，其中以的光啟(已將超材料產業注入龍生股份（002625）①實現上市)為代表，積極推進新材料技術的產業化。
圖5：超材料已成為各國研究重點
附注：可穿戴式超材料智能結構市場即將進入爆發
龍生股份募投項目之一為可穿戴式超材料智能結構，可廣泛應用于警用、反恐、安防、應急救援、野外作業(森林、邊防、地質)、建筑、消防、娛樂體驗等領域。
典型的可穿戴智能結構具有以下功能：
1.保護人體；
2.提升人體行進速度、跳躍高度、負重強度等基礎動作機能；
3.實現人類對紅外輻射、地質振動、電磁干擾等肉體難以察覺的環境狀態的感知能力；
4.通過高速數據傳輸系統加強使用者與外界及海量數據庫之間的互聯協同能力；
5.增強人體健康狀態監測和自我恢復能力。
市場即將進入爆發，市場空間約8.77 億美元。根據調研公司ABI Research 預測，該細分領域市場規模在2010~2020 年間將以高達41%的年復合增長率發展，到2020 年該市場規模將達到8.77 億美元。根據我國2013 年國防部白皮書披露，擁有陸軍機動作戰部隊85 萬人，仍是上規模大的陸軍，軍用機械外骨骼在我國市場空間巨大。
5超高強度鋼
超高強度鋼是屈服強度和抗拉強度分別超過1,200 兆帕和1,400 兆帕的鋼，它是為了滿足飛機結構對強度的高要求而研發的。超高強度鋼大量用于制造火箭發動器壓容器和一些常規武器。由于鈦合金和復合材料在飛機上應用逐漸廣泛，鋼在飛機上用量有所減少，但是飛機上的關鍵承力構件仍采用超高強度鋼。目前，在國際上有代表性的低合金超高強度鋼300M，是典型的飛機起落架用鋼。此外，低合金超高強度鋼D6AC是典型的固體火箭發動機殼體材料。超高強度鋼在不斷提高韌性和抗應力腐蝕能力，未來會有更廣泛的應用。預計2020 年超高強度鋼年市場規模近10 億。
我國超高強度鋼技術水平處于第二陣營
上AF1410、HY180、Aermet100 等性能佳的鋼鐵都是美國研制生產的，目前性能好的超高強度鋼性能與AF1410 相似，在斷裂韌性與屈服強度兩個指標上都處于先進超高強度鋼的第二陣營。國內的超高強度鋼產業格局非常簡單，撫順特鋼占據了超高強度鋼95%的市場份額。目前每年超高強度鋼的需求量約為5,000 噸，撫順特鋼占據了95%以上的市場份額。預計2020 年超高強度鋼需求量將達到12,000 噸，按8 萬/噸的價格計算，目前每年市場規模為4 億元，到2020 年市場規模將達到每年9.6 億元。
圖4：超高強度鋼運用于飛機起落架和導彈殼體
資料來源：環球軍事
投資建議
軍工新材料是新一代武器裝備的物質基礎，也是當今軍事領域的關鍵技術，是現代精良武器裝備的關鍵，也是軍民融合發展的重點領域。建議關注：
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