1、熱障涂層定義
根據(jù)觀研報告網(wǎng)發(fā)布的《中國熱障涂層行業(yè)發(fā)展趨勢研究與未來前景分析報告（2024-2031年）》顯示，熱障涂層是指將具有高耐熱性、高抗腐蝕性以及低導(dǎo)熱率的陶瓷材料以涂層的形式覆蓋在熱端部件表面的一種熱防護技術(shù)。作為一種復(fù)雜的多層涂層，可以在一定程度上阻止燃氣溫度向基體材料傳遞，降低基體工作溫度，從而保障熱端部件在高溫環(huán)境的穩(wěn)定運行。傳統(tǒng)的熱障涂層主要包括了四個部分:鎳基高溫合金基材、金屬黏結(jié)層、頂部陶瓷層以及在高溫環(huán)境中生長的熱生長氧化物層。
熱障涂層結(jié)構(gòu)
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名稱 |
簡介 |
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鎳基高溫合金基材 |
是主要的基礎(chǔ)材料,承擔應(yīng)力; |
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金屬黏結(jié)層 |
作為頂部陶瓷層和高溫合金基底的中間層，不僅能提高基底材料與頂部面漆之間的結(jié)合能力，還能保護基底不被氧化; |
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頂部陶瓷層 |
起到隔熱以及防腐蝕的作用。目前氧化釔穩(wěn)定氧化鋯(YSZ)因其優(yōu)異的隔熱性能、較高的熱膨脹系數(shù)與斷裂韌性，150μm的涂層最高可以提供170℃的降溫效果，因此成為使用最為廣泛的熱障涂層陶瓷頂層材料。 |
資料來源：觀研天下整理
2、熱障涂層工藝路線多元，三大技術(shù)趨勢明顯
熱障涂層的制備主要是將顆粒狀的金屬或陶瓷材料熔化后均勻的覆蓋在基體表面，形成具有隔熱特性的涂層。目前已有的熱障涂層制備技術(shù)包括激光重熔(LR)、化學(xué)氣相沉積(CVD)、等離子噴涂(PS)和電子束物理氣相沉積(EB-PVD)等方法。綜合來看，等離子噴涂和電子束物理沉積綜合性能最高，目前使用最為廣泛。
各種涂層制備工藝優(yōu)缺點對比
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涂層工藝 |
優(yōu)點 |
缺點 |
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等離子噴涂(PlasmaSpraying) |
涂層材料要求寬松、沉積率高、操作簡便、成本低。 |
涂層結(jié)合強度低易脫落、高溫時易硫化、坑蝕、腐蝕、氧化。 |
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電子束物理氣相沉積(EB-PVD) |
層基體結(jié)合強度高、抗熱疲勞性能好。 |
設(shè)備造價昂貴、受元素蒸發(fā)影響、涂層成分控制較困難、基體零件尺寸不能太大。 |
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激光重熔(LaserRemelting) |
陶瓷層熱導(dǎo)率降低顯著、減少基體與熱障涂層間膨脹系數(shù)、有利于相穩(wěn)定。 |
工藝參數(shù)不穩(wěn)定、與等離子噴涂工藝缺點類似，不能大批量方式沉積復(fù)雜大型工件。 |
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化學(xué)氣相沉積(CVD) |
陶瓷層熱導(dǎo)率降低顯著、能大批量方式沉積復(fù)雜大型工件。 |
工藝參數(shù)不穩(wěn)定、與等離子噴涂工藝缺點類似。 |
資料來源：觀研天下整理
3、熱障涂層產(chǎn)業(yè)鏈多環(huán)節(jié)涉及保密資質(zhì)
目前，熱障涂層產(chǎn)業(yè)鏈主要涉及噴涂設(shè)備、噴涂服務(wù)以及下游部件客戶等多個環(huán)節(jié)。主要商業(yè)模式是中游零部件加工后，交由熱噴涂服務(wù)企業(yè)進行熱障涂層工作，隨后由零部件企業(yè)確認質(zhì)量后交付給下游總裝企業(yè)進行裝配。因此，熱噴涂服務(wù)大多涉及到保密資質(zhì)，取得軍工資質(zhì)證明的企業(yè)具有較大的優(yōu)勢，并且部分下游企業(yè)也會要求該環(huán)節(jié)的企業(yè)負責部分中游零部件加工方面的工作，代表企業(yè)包括華秦科技、新勁剛等。
熱障涂層產(chǎn)業(yè)鏈圖解
資料來源：觀研天下整理
4、熱障涂層在航天領(lǐng)域大有可為，未來發(fā)展前景廣闊
由于熱障涂層的耐溫極限的不斷提升、可回收可復(fù)用火箭技術(shù)的出現(xiàn)以及熱障涂層工藝的成熟和成本的降低，使得熱障涂層在航天領(lǐng)域應(yīng)用逐步增多，包括火箭發(fā)動機的熱端部件、航天熱保護系統(tǒng)、姿態(tài)控制發(fā)動機等等，甚至有可能潛在使用熱障涂層作為一種熱防護的材料來保護基材。
商業(yè)航天是技術(shù)含量高、創(chuàng)新驅(qū)動的產(chǎn)業(yè)，近年來受到國家大力支持，在2024年政府工作報告中，商業(yè)航天首次被提及為新的增長引擎之一。同時，企業(yè)也不斷加大對商業(yè)航天的建設(shè)，發(fā)布星網(wǎng)計劃、“G60星鏈”星座計劃等。在2024年5月24日，上海藍箭鴻擎科技有限公司向ITU提交了鴻鵠-3計劃的預(yù)發(fā)信息，將在160個軌道平面上總共發(fā)射1萬顆衛(wèi)星。由此可見，我國商業(yè)航天市場發(fā)展將提速，進而為熱障涂層行業(yè)提供巨大的經(jīng)濟潛力和廣闊的發(fā)展前景。
我國商業(yè)航天行業(yè)相關(guān)政策
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發(fā)布時間 |
發(fā)布部門 |
政策名稱 |
主要內(nèi)容 |
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2023年12月 |
國家發(fā)展改革委、商務(wù)部、市場監(jiān)管總局 |
關(guān)于支持廣州南沙放寬市場準入與加強監(jiān)管體制改革的意見 |
構(gòu)建先進技術(shù)應(yīng)用轉(zhuǎn)化流程與評價標準，加快推進商業(yè)航天、生物醫(yī)藥、海洋科學(xué)等全產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展，在商業(yè)模式、資金合作等方面形成符合技術(shù)攻關(guān)特征的新范式，創(chuàng)新應(yīng)用場景，促進前沿性顛覆性技術(shù)市場化應(yīng)用。 |
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2024年1月 |
工業(yè)和信息化部等七部門 |
關(guān)于推動未來產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新發(fā)展的實施意見 |
依托載人航天、深海深地等重大工程和項目場景，加速探索未來空間方向的成果創(chuàng)新應(yīng)用，服務(wù)國家戰(zhàn)略需求。 |
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2024年1月 |
法制司 |
民用無人駕駛航空器運行安全管理規(guī)則(中華人民共和國交通運輸部令2024年第1號) |
從事載客、載人類經(jīng)營性通用航空活動的，應(yīng)當按照民航局的有關(guān)規(guī)定和相應(yīng)運營規(guī)范要求，制定服務(wù)標準、鋰電池等危險品運輸管理手冊、飛行事故應(yīng)急反應(yīng)預(yù)案和傷亡人員家屬援助計劃。 |
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2024年3月 |
國務(wù)院 |
推動大規(guī)模設(shè)備更新和消費品以舊換新行動方案 |
聚焦鋼鐵、有色、石化、化工、建材、電力、機械、航空、船舶、輕紡、電子等重點行業(yè)，大力推動生產(chǎn)設(shè)備、用能設(shè)備、發(fā)輸配電設(shè)備等更新和技術(shù)改造。 |
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2024年3月 |
工業(yè)和信息化部等七部門 |
關(guān)于印發(fā)推動工業(yè)領(lǐng)域設(shè)備更新實施方案的通知 |
針對航空、光伏、動力電池、生物發(fā)酵等生產(chǎn)設(shè)備整體處于中高水平的行業(yè)，鼓勵企業(yè)更新一批高技術(shù)、高效率、高可靠性的先進設(shè)備。 |
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2024年7月 |
中共中央 |
關(guān)于進一步全面深化改革、推進中國式現(xiàn)代化的決定 |
加強新領(lǐng)域新賽道制度供給，建立未來產(chǎn)業(yè)投入增長機制，完善推動新一代信息技術(shù)、人工智能、航空航天、新能源、新材料、高端裝備、生物醫(yī)藥、量子科技等戰(zhàn)略性產(chǎn)業(yè)發(fā)展政策和治理體系，引導(dǎo)新興產(chǎn)業(yè)健康有序發(fā)展。 |
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2024年8月 |
中共中央、國務(wù)院 |
關(guān)于完善市場準入制度的意見 |
聚焦航天、航空、智慧軌道交通、現(xiàn)代種業(yè)等新業(yè)態(tài)新領(lǐng)域，按照標準引領(lǐng)、場景開放、市場推動、產(chǎn)業(yè)聚集、體系升級的原則和路徑，分領(lǐng)域制定優(yōu)化市場環(huán)境實施方案，推動生產(chǎn)要素創(chuàng)新性配置，提高準入效率。 |
資料來源：觀研天下整理
中國商業(yè)航天領(lǐng)域的最新動態(tài)
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名稱 |
相關(guān)介紹 |
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“千帆星座”首批組網(wǎng)衛(wèi)星發(fā)射 |
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“鴻鵠三號”衛(wèi)星星座申請備案 |
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資料來源：觀研天下整理（WYD）
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