2024年中国层状金属复合材料行业市场规模现状分析及下游应用行业分析预测

1、层状金属复合材料基本概述：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。这种新型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。按照复合材料的构成不同，层状金属复合材料主要分为以下几类：

因此，作为一种既能发挥稀有金属功能、又能节约资源的新型结构和功能材料，层状金属复合材料有着广阔的运用场景。层状金属复合材料的上游主要为金属冶炼和加工行业，提供钛板、钢板、锆板等原材料；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。

2、行业技术水平及技术特点：层状金属复合材料的生产方法主要有爆炸复合法、轧制复合法和爆炸-轧制联合技术等。

易海商情报告网公布的《全球及中国层状金属复合材料行业市场竞争态势及行业投资前景研究报告（2024版）》

（1）爆炸复合法：爆炸复合法利用炸药爆炸使复板对基板产生超高速冲击，二者接触面之间形成瞬时超高压，在十分短暂的过程中使金属接触面之间形成一层薄的塑性变形区，并发生一定程度的熔化和扩散，从而实现复层金属和基层金属的固态冶金结合。这种方法具备结合强度高、适用范围广、产品成材率高的优点；广泛适用于不同种类的金属结合，可以很好应对复层、基层金属熔点、热膨胀系数、硬度等性质相差较大，以及结合面易生成脆性金属间化合物的情形；并且由于其原理是使复板向基板冲击，所以对基板的最大厚度没有限制，适用于单张面积较大、较厚的双层或多层复合板的生产。此外，爆炸复合法可以对管材等异形件进行外包与内包复合，应用十分广泛。

（2）轧制复合法：轧制复合法是利用轧辊的轧制力，使各组元金属产生塑性变形而达到结合的一种方法，按照坯料是否加热，可将其分为冷轧复合法和热轧复合法等。与爆炸复合法相比，轧制复合更适合于大批量生产基复层材料性能接近、规格统一的薄板，冷轧复合还适用于易氧化金属的复合。但也存在一定劣势，对于热轧复合来说，待复合界面的防氧化工艺复杂，加工周期较长；而冷轧复合容易使轧件产生边裂。

（3）爆炸-轧制联合技术：除上述主要技术外，实际生产中还会使用爆炸-轧制联合技术，这种方法综合了爆炸和轧制两种方式的优点，即先通过爆炸复合制备出较厚的复合板坯，再根据实际要求，通过热轧、冷轧或热轧+冷轧的工艺轧制成所需的复合板，适合于生产板面尺寸大且复层厚度较薄（一般为2mm以内）的复合材料。

目前，大规模的行业应用中所制备的装备全部为非标设备，根据工艺技术特点针对性地进行装备的设计，因此涉及的层状复合材料厚度配比不同、选材不同、尺寸不同，从而形成了定制化生产的需求。爆炸复合的技术特点非常适宜因材质、因规格、因技术要求快速制定相应的工艺技术参数，尤其适应稀贵难熔金属等不能采取常规焊接方式与黑色金属实现结合的金属复合材料的生产，能够适应客户的定制化生产需求，是行业内使用最多、应用最为广泛的生产技术。轧制复合法等其他复合技术凭借其在部分材料制造中的生产优势成为层状金属复合材料生产的有力补充。

3、所处行业市场规模现状：根据中国爆破行业协会统计的会员单位爆炸加工行业产值汇总，2018年至2022年（预计）期间，层状金属复合材料行业总体呈扩张态势。2020年受疫情影响，行业整体产值较2019年下滑6.38%，为379,422.00万元；2022年，伴随国家一系列工业稳增长的政策举措，行业产值得到大幅提升，预计为545,266.86万元，较2021年上升10.30%。

2018-2022年中国爆破行业协会会员单位爆炸加工行业产值现状分析

数据整理：易海商情报告网

其中，钛-钢复合材料产值从2018年的88,945.00万元上升到2022年的132,942.80万元，复合增长率达11.87%；不锈钢-钢复合材料产值由2018年的201,774.00万元上升至2022年的292,703.08万元，复合增长率为9.75%。伴随工业和科技的不断发展，装备制造行业对材料综合性能和经济成本的要求也会同步提高，未来，层状金属复合材料的应用场景将不断扩展，市场规模继续提升。

4、行业发展情况和未来发展趋势：

（1）层状金属复合材料的应用领域不断拓展，替代传统材料的进程加快：层状金属复合材料通过两层或多层金属的组合，有效发挥了各自的性能优势，扬长避短、经济实用，是一种应用前景广阔的新材料。20世纪90年代以前，层状金属复合材料最早用于卫星过渡接头、火炮炮管等少数军事领域；90年代至2000年逐渐扩展至石油、化工、制盐工业等；2003年前后开始应用于火电环保脱硫；2007年开始应用于火电站设备，2008年开始应用于核电站设备，并陆续应用于金属冶炼、输油管道、油气储罐、多晶硅设备、海洋工程领域。随着我国经济实力的不断增强，层状金属复合材料制备技术的迅速发展，以及在下游市场的不断开发和推广，层状金属复合材料替代传统材料的进程将不断加快。

（2）技术水平不断提高，从实现国产替代走向具备国际竞争力：2004年之前，国内只能生产单张面积12m2以下的钛-钢复合板，电站用15m2以上大面积钛-钢复合板全部依赖进口，其市场基本被美国DMC和日本旭化成两家公司所垄断。此外，PTA、湿法冶金、氯碱工业、环保等行业用高端层状金属复合材料也存在类似问题：高端产品大部分依赖进口，具有价格高昂、交货周期长的弊端。航空航天、核工业等领域使用的层状金属复合材料更是被国外公司长期封锁。国内层状金属复合材料制造企业经过长期研发和积累，技术水平不断提高，当前，以天力复合为代表的国内金属复合企业不但完成了多种层状金属复合材料的进口替代，也在复合面积、制备技术水平上不断突破，在高端产品上逐步具备了较强的国际竞争力。

易海商情报告网公布的《层状金属复合材料项目商业计划书》

（3）下游行业发展为层状金属复合材料提供需求增长点：层状金属复合材料的应用主要集中在石化及精细化工、电力、冶金、新能源、海洋工程、环保、航空航天等领域。其中，化工、冶金作为传统应用领域具有单项目用量高、需求相对稳定的优势；核电，光伏、氢能等新能源市场以及半导体是国家未来重点发展的产业之一，这些领域的投资建设将为层状金属复合材料行业提供持续的发展机会。

①石油炼化及精细化工市场：石油炼化及精细化工市场因其设备长期处于高温、高压、高腐蚀等特殊工况，是金属复合材料长期、固定的应用领域。钛-钢、镍及镍基合金-钢、锆-钢等层状金属复合材料广泛应用于PTA氧化反应器、冷凝器，氯碱领域换热器、反应设备，真空制盐领域蒸发罐、换热器，醋酸领域塔器、换热器等多细分领域的多种设备制造。

近年来，受益于半导体、电子电器、新能源等领域崛起，其上游的化工新材料需求步入快速增长期，据中国石油和化学工业联合会披露的数据，2019年全球/国内化工新材料市场规模约3,700亿美元/9,000亿元，预计2025年将达到4,800亿美元/1.5万亿元，CAGR约4.4%/8.6%。据易海商情统计，我国2022年及以后有超1亿吨/年的大炼化产能在建或规划中，十四五将迎来投产高峰。以PTA为例，2009年以来我国PTA产量不断提高，PTA产能投放速度加快，2018年以来保持10%左右的增长水平，按照现有英威达P8++工艺路线，单体260万吨PTA项目至少有4,500吨复合金属板材的需求。因此，新生产线的布局以及生产设备的投放将极大带动层状金属复合材料市场的发展。按照2019年至2021年PTA产能平均增长率计算，预计未来每年至少新增3-4亿元复合金属板市场需求。

②核电市场：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7,000万千瓦左右。预计“十四五”期间，核电机组核准开工节奏为6-8台/年，2022年已有10台核电机组获得核准。据2023年2月2日中国核能行业协会发布的《全国核电运行情况（2022年1-12月）》数据，截至2022年末，我国商运核电机组55台（不含台湾地区），总装机容量为5,699万千瓦，按照规划目标，未来几年我国核电机组装机容量复合增速为7.10%。核电设备用材质量性能要求高、技术壁垒高、研发周期长，研发投资成本高昂。2007年以前国内核电用复合板材均采用进口，天力复合经过多年研发投入逐步开发出一系列满足核电性能指标要求的钛-钢等复合材料，目前各项性能均不低于国际厂商产品，使国家核电建设不再受制于DMC和旭化成等国际厂商，且产品保供周期短、成本大幅降低，节约了大量外汇。天力复合与东方电气、上海电气、哈尔滨电气等多家企业在核电市场共同开启了国产化的征程，拥有多年友好合作历史，公司目前仍是核电用复合材料的唯一国产批量化供应商，核电项目建设将促进层状金属复合材料以及公司的未来发展。

③核化工市场：核化工主要是对核电站使用的乏燃料棒进行工艺处理，层状金属复合材料可以实现其关键处理设备壳体与管道之间的连接。我国坚持核燃料闭式循环处理（后处理），回收铀、钚等易裂变材料以及可以利用的次锕系元素等物质，并制成核燃料组件再次使用，而其他放射性核素固化制成玻璃块状的高放废物封存。

我国早期投入运行的多台核电机组已处于堆水池饱和或即将饱和的困境，预计2025年在运机组将产生约1,180吨乏燃料，累计13,940吨。乏燃料累计生产量超过总贮存量，乏燃料处理成刚需。“十四五”中明确提出要建设中低放废物处置场、乏燃料后处理厂，政府乏燃料后处理基金支出快速增加。

以中核集团中国自主知识产权的200吨大型商用乏燃料后处理示范工程为例，天力复合在该项目中为蒸发器、溶解器等关键核心设备提供爆炸焊接功能复合连接材料累计不完全供货金额达4,000万元。基于核化工功能复合材料产品的研发周期长和技术极为苛刻的特点，其准入门槛高、供应审核周期长，天力复合目前仍为该产品的国内唯一供应商，面临广阔的市场前景。

④湿法冶金工程：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。

全球新能源汽车销量在2021-2025年CAGR达到35.2%的较高水平，促进了动力电池产业链发展。根据易海商情数据，预计2021-2025年全球三元前驱体需求复合增长率为24%，2025年需求达154万吨，该产业的向好发展将通过带动加压釜的制造提升钛复合材料的市场需求。

⑤光伏及半导体行业用多晶硅市场：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。

早期多晶硅还原炉内壁复层材质一般选用S31603不锈钢。随着技术和高纯多晶硅纯度品质要求的提升，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。目前，天力复合作为国内唯一一家实现大面积银-钢双层复合板产业化的公司，面临广阔的市场前景。

根据数据，2021年起，至少13家企业宣布多晶硅新投产计划，总规模高达209万吨，产能将逐渐在2022年至2024年投产释放。目前每万吨多晶硅产能需要6,000万元至8,000万元设备资金投入，其中还原炉设备占比约三分之二，每万吨多晶硅产能对应还原炉设备投资约4,667万元，209万吨新增产能将带来多晶硅还原炉需求95亿元以上4。2022年8月24日，中国有色金属工业协会硅业分会常务副会长、有色金属技术经济研究院院长林如海预测，2022-2024年多晶硅产能分别为119万吨、227万吨和368万吨5，根据该预测，未来两年内多晶硅产能增量为249万吨。以72对棒还原炉为例，单台还原炉预计产量约为

1,000-1,200吨/年（产品合格率差异），249万吨新增产能对应2,200台还原炉，目前还原炉复合材料单台套设备需求量在12~20吨左右，2,200台还原炉对应复合材料需求量在2.6~4.4万吨左右，复合材料价值约合13亿元以上，结合投资不确定性以及进展问题，未来将带来年均3亿元的复合材料市场。

⑥氢能储运市场：高镍特种不锈钢复合材料可用作储氢罐内衬，充分利用不锈钢的储氢特性，同时有效降低成本。据《中国氢能源及燃料电池产业白皮书2019/2020》数据，至2050年，氢气年需求量将提升至6000万吨，在我国终端能源体系中占比达10%，产业产值达到12万亿；至2060年为实现碳中和目标，氢气年需求量将增加至1.3亿吨左右，在我国终端能源体系中占比达到20%。氢能制取的快速发展将会带动氢能产业链中游氢储运行业的需求增长，目前我国已建设完成超270座加氢站，其中，两个示范化工程项目的储氢罐体采用了复合材料的设计方案，单个加氢站用复合材料约250万元。上述加氢站系统研究和评估完成后，复合材料储氢罐的比例有望不断提升。

此外，随着氢能相关行业的快速发展，制备液氢储瓶装备的材料设计方案也多样化。目前很多企业采用铝内胆钢外壳的设计方案，氢能储瓶装备用五层复合板连接件均采用进口产品，供应商主要来自于美国、欧洲、日本等地区。伴随实验阶段对进口材料的运用成功以及国际形势的变化，我国企业对铝制多层过渡连接件复合材料的国产化需求变得尤为重要。天力复合已将该产品列为重点研发开发产品，后期市场潜力巨大。