钽合金
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中信证券:掘金商业航天产业链上游合金材料
新浪财经· 2026-01-27 08:49
行业核心观点 - 商业航天在可复用技术迭代与卫星星座ITU发射时限共振下,发射与制造进入刚性放量阶段,材料端出现“乘数效应” [3][18] - 看好四类核心材料的产业化加速:高强高导铜合金、铌合金、钽合金及高温合金 [3][18] - 2026-2030年是商业航天核心材料从“技术验证”走向“批量产业化”的关键窗口期 [16][31] 行业驱动因素 - **商业发射已成为行业增长主要驱动力**:2025年全球火箭发射329次,其中商业航天发射214次,占比约65%;中国发射92次,商业航天占比50%;美国发射198次,商业航天占比82% [4][18] - **低轨卫星星座建设带来巨大需求**:中国近期新增申报低轨卫星20.3万颗,叠加原有项目,申报总数已突破25.5万颗 [4][18] - **ITU发射约束形成刚性时间窗口**:在ITU“7-9-12-14年”强制发射约束下,高密度发射窗口效应将把火箭与卫星制造推入“刚性放量”轨道 [4][18] - **政策支持体系日益完善**:自2014年起,国家层面及地方层面持续出台支持商业航天发展的政策,2024年商业航天首次被写入《政府工作报告》,2025年国家航天局设立商业航天司并发布高质量发展行动计划 [5][19] 核心材料分析:高强高导铜合金 - **关键应用**:液体火箭发动机推力室内壁、喷注器面板等 [7][23] - **需求驱动**:直接受益于可复用液体火箭的批产、发动机升级及喷管寿命提升需求 [6][20] - **技术特点与迭代**:液体火箭发动机燃烧室内部燃气温度达3000-4000℃,内壁材料需在约540℃以下工作,对材料提出“高导热+高温强度+抗疲劳”的矛盾要求;内衬材料从纯铜、NARloy-Z(最高使用温度400-500℃)升级为沉淀强化的CuCrZr(最高使用温度~550℃),并进一步向弥散强化的新一代CuCrNb合金(对标NASA GRCop系列,最高使用温度900℃)发展 [7][23][24] - **产业现状**:工艺门槛高,国内仅少数企业可量产 [7][23] 核心材料分析:铌合金 - **关键应用**:二级火箭真空喷管与高工况推力室的主力材料 [10][24] - **需求驱动**:与二级真空发动机升级紧密相关 [6][20] - **主力牌号与性能**:C-103(铌铪合金)熔点2350°C,工作温度1100-1450°C;Nb521(铌钨合金)熔点2452°C,工作温度1370-1650°C [11][25] - **工程验证**:SpaceX的Merlin真空版喷管延伸段已大量采用C-103,证明了其在可复用商业火箭中的工程可行性 [10][24] 核心材料分析:钽合金 - **关键应用**:三大应用领域包括抗辐照与热管理、高温部件、星载电子 [11][25] - **需求驱动**:与低轨星座抗辐照需求紧密相关 [6][20] - **技术突破**:铝-钽复合(Al/Ta)抗辐照与热管理采用“钽屏蔽+铝散热”双层设计,钽对高能电子的阻挡能力被评估为是其他材料的三倍以上,可显著降低对昂贵宇航级器件的依赖 [12][26] - **成熟应用**:钽电容因其高可靠性是星载电子的关键元件;钽靶材在先进制程中与铜靶材配套使用 [11][12][25][26] 核心材料分析:高温合金 - **关键应用**:商业航天发动机热端的材料中枢,主要应用于涡轮泵、推力室外套、喷管、机匣等高温受力部位 [15][29] - **需求驱动**:在传统航空航天需求之上,叠加了商业航天发动机热端部件的显著增量 [6][20] - **工艺路径多样**:针对不同部件,形成了精密铸造、环锻/模锻、粉末冶金和增材制造等多种工艺路径 [15][29] - **量产状态**:多型号已进入批量生产或工程化应用状态,例如涡轮泵类3D打印、环锻件批量交付,推力室外套与铜合金内壁复合结构共同批量应用等 [15][29] 投资关注主线 - **“发动机+高温端材料”一体化主线**:关注高强高导铜合金、铌/钽合金、高温合金以及相关零部件 [16][31] - **“环锻件+金属3D打印+熔模铸件”结构件主线** [16][31] - **“抗辐照/星载电子”主线** [16][31]