陶瓷基复合材料技术持平国际 方兴3D打印看点

或者你不曾想过，陶瓷有可能通过改造成为用作火箭、卫星的部件材料。而中国科学院上海硅酸盐研究所就作了这方面的尝试，而且成功应用。

说起陶瓷，我们都会想到那是一种“美好却脆弱”的艺术品，但是它那易碎的缺陷只能决定了“只可远观不可亵玩”。不过，如果陶瓷中加入了一种新材料——陶瓷基复合材料，这种材料可以提高陶瓷的韧性和可靠性，改善陶瓷易碎的致命缺陷。

在理财周报材料科学实验室的数据里，涉足陶瓷基复合材料的公司主要有三家，分别是方兴科技（600552.SH）、光韵达（300227.SZ）以及国创能源（600145.SH），总市值8.63亿元。三家公司2012年净利润同比增长率均有所增长，其中，方兴科技2012年净利润更有108%的同比增长率，业绩突出。

陶瓷基复合材料技术持平国际水平

那这种可以改变陶瓷脆性的新材料——陶瓷基复合材料究竟是什么呢？

一般给出的书面解释是这样的，陶瓷基复合材料是以陶瓷为基体与各种纤维复合的一类复合材料。

陶瓷基体和高性能纤维可以“相生互补”。

陶瓷基体可为氮化硅、碳化硅等高温结构陶瓷，这些先进陶瓷具有耐高温、高强度和刚度、相对重量较轻、抗腐蚀等优异性能，而其致命的弱点是具有脆性，处于应力状态时，会产生裂纹，甚至断裂导致材料失效。而采用高强度、高弹性的纤维与基体复合，则是提高陶瓷韧性和可靠性的一个有效的方法。纤维能阻止裂纹的扩展，从而得到有优良韧性的纤维增强陶瓷基复合材料。

陶瓷基复合材料具有优异的耐高温性能，主要用作高温及耐磨制品，在新材料产业“十二五”重点产品目录中，核心材料主要是中低体分碳化硅铝复合材料和高体分碳化硅铝封装材料，其下游运用领域主要是汽车和电子行业。

在航空航天、新能源等领域，高性能陶瓷基复合材料具有重要的应用价值，是新材料研究的重要方向，是开发相关技术的重要材料基础，现在中国航天飞行器已经广泛应用高性能陶瓷基复合材料。

目前，在法国，已将长纤维增强碳化硅复合材料应用于制造高速列车的制动件，2010年，通用电气公司(GE)于11月10日在F414改进型发动机上进行了陶瓷基复合材料(CMC)涡轮转子叶片的关键性试验。在转子叶片方面，CMC材料在下一代宽体客机发动机上的应用更具吸引力，例如波音777的动力GE90发动机的替代产品。应用CMC最关键的受 益在于重量的降低，不仅材料本身比金属合金材料轻，同时也能减少冷却系统的重量。

或者你不曾想过，陶瓷有可能通过改造成为用作火箭、卫星的部件材料。而据悉，中国科学院上海硅酸盐研究所研究员董绍明及其团队就作了这方面的尝试，而且成功应用。

可以说，国内的陶瓷基复合材料研发水平已经可以和国际持平。

此前据有关媒体报道，国家发改委作出批复，西北工业大学无人机系统国家工程研究中心、陶瓷基复合材料制造技术国家工程研究中心双双获国家发改委立项，批准筹建。

在国内，新材料的研发往往依靠产学研推动。

西工大在陶瓷基复合材料研制技术领域内已跻身国际先进行列。由西安鑫垚陶瓷复合材料有限公司牵头建设的陶瓷基复合材料制造技术国家工程研究中心，将重点开展自愈合陶瓷基复合材料、超高温耐烧蚀陶瓷基复合材料、结构功能一体化陶瓷基复合材料、耐磨损陶瓷基复合材料等陶瓷基复合材料的研发、推广和应用。再者，哈尔滨工程大学、哈尔滨工业大学和牡丹江金刚钻碳化硼有限公司承担的“碳化硼陶瓷基复合材料系列产品开发与应用研究”项目经鉴定委员会专家认为在碳化硼复合材料产品领域已达到国际先进水平。

3D打印转型“几家欢乐几家愁”

在三家涉足陶瓷基复合材料的公司当中，方兴科技2012年净利润增长108%，业绩增长突出。一是源于年内新增中恒公司40%股权，中恒由控股子公司变成全资子公司，2011年中恒净利润1.13亿，占到公司合并净利润1.23亿的90%。该公司新材料的营业利润率同比增长28%，比上年增加了8.4个百分点。

该公司于2011年6月30日完成了重大资产置换，置换后公司原有的浮法玻璃业务置出，公司新增加电熔氧化锆、硅酸锆、球形石英粉等新材料业务，其下游为陶瓷行业、耐火材料行业及电子行业。

目前，全国各类锆化合物的生产企业有上百家，其中氧化锆生产企业有20多家，硅酸锆生产企业有100多家，市场化程度较高，市场比较分散。锆化合物行业具备规模生产能力的企业主要集中在安徽及沿海地区，包括山东、广东、福建、江苏和浙江。

方兴科技由于与原材料供应商 ILUKA的良好关系，而在市场竞争中居于优势地位。目前公司拥有电容氧化锆产能约21000吨，其中7000 吨刚投产（实际有效产能为1.5万吨），目前进度为40%。从公司依然有很大一部分锆英砂销售业务表明公司的电容氧化锆产能的提升不会受到原料的限制，而其下游陶瓷领域需求的稳定增长和对化学锆的逐步替代也为其产能提升带来需求支撑。

长江证券分析师刘元瑞对该公司的发展趋势看好，认为随着技术发展致纯度提高，高纯（超细）电熔氧化锆代替化学锆进军高端市场成为趋势，纳米氧化锆在特种陶瓷、生物陶瓷等领域会有非常重要的应用。

相比之下，光韵达（300227.SZ）业绩比较暗淡。

据年报显示，该公司2012年净利润同比下降13.5%。其2012年成立的东莞光韵达光电科技有限公司，经营范围包括陶瓷元器件，但是2013年1－6月实现营业收入5,151,586.26元、东莞光韵达公司净利润亏损23.8万元。

同样追捧“3D打印”概念之下的光韵达，由于“3D打印”因加工装备及加工材料昂贵、加工材料可选范围狭小、部分产品性能指标与传统加工手段还有一定的差距，使得该技术尚不能作为批量生产技术手段普及应用。

而该公司目前对3D打印技术的研究处于初级阶段，很多应用都在探索之中，技术上还有不确定性，因此“3D打印”能达到大规模商用且为公司带来收益还有待时日。