先进涂层行业研究

行业竞争壁垒分析 

材料体系、工艺体系、人才体系及设备是先进涂层赛道的三大核心壁垒。

从材料体系及工艺体系方面看，由于发动机及燃气轮机中均为高温、高压环境，工况恶劣，先进涂层需要在极端高温下保持稳定，避免发生烧结、相变等降低涂层服役寿命的现象。同时，先进涂层需要具备良好的抗氧化性能，能够抵抗高温状态下的氧化和热腐蚀。当前，较为常见的先进涂层原材料均为铝、铂、镍等大宗金属粉末，企业需要通过对配方、工艺环节进行持续优化，方可保证先进涂层能在 1400- 1600 度高温下对涡轮叶片、压气机叶片、导向叶片等高价值部件形成有效保护。 同时，企业后续也需要开发有效的热障涂层修复技术及工艺，来延长涂层的使用寿命，降低叶片维护成本。

从人才体系来看，先进涂层属复合型技术，涉及材料、热处理、物理、设备研发等多个学科，系人才密集型行业。当下，中国并未出现先进涂层相关上市公司，研发人才数量有限（不超过 200 人），均分布在研究所（中科院金属所、农机院等）、军工研究所（170、621所等）及高校（北航、西工大等）。从设备端来看， CVD 及 EB-PVD 等高端设备禁运直接导致主机厂产能扩产受限。同时，发动机温度持续提升也材料体系提出更高的要求，企业需要具备设备的自主研发及材料体系的自主研发方可在短时间内占据相关市场。当前，CVD 及 EB-PVD 设备研发课题组主要由中科院金属所及北航团队牵头。

行业发展趋势

趋势一：先进涂层材料体系及结构体系持续优化及迭代

随着歼击机、舰船、大飞机等终端整体对于性能要求的持续提升，不断追求涡前温度提升带来的推动比提升是航发产业链长期的课题及迭代方向。先进涂层也需要从材料体系上对现有氧化锆陶瓷基体系进行改良，同步探索在 1200℃ 以上不易发生相变及烧结的先进涂层材料，来提高涂层在高温下的稳定性，匹配终端需求。结构方面，研究梯度功能涂层、纳米结构涂层等新型结构，并对双层机构进行持续优化，以提高涂层的抗热震性能和降低涂层的脆性。

趋势二：核心设备自主研发及工艺改进实现降本增效

近 90%的先进涂层上游均为大宗金属粉末，企业需要不断对其配方及工艺流程进行改良迭代来实现降本增效。当前，CVD 及 EB-PVD系先进涂层制备的两大核心工艺，其核心设备均已实现禁运。其中，CVD 核心设备制造商瑞士 Ionbond 已被日本军舰集成商 IHI 全资收购，后续出口可能性几乎为零。即使部分企业通过渠道购置相关设备，EB-PVD 价格也在 7000-12000 万元左右，经济性的大幅落后也会直接导致涂层服务成本居高不下从而无法实现推广。因此，核心设备国产化是降低先进涂层成本的唯一路径，也是行业未来的发展趋势。

趋势三：先进涂层多功能化

除耐热和抗氧化外，通过对工艺、材料、设备等多方面的不断创新迭代，未来的先进涂层可能还将具备自修复、自清洁性能和抗裂纹等扩展能力。

行业核心观点总结

产业环节——先进涂层属航发三大核心配套技术。先进涂层的主要目的便是通过将具有高耐热性、高抗腐蚀性以及低导热率的材料以涂层的形式覆盖在航空发动机涡轮部件、压气机部件及热端部件等系统表面，目前单晶高温合金的发展已接近极限，先进的二代单晶高温合金的初熔点为 1305℃，仍然不能满足发动机及燃气轮机的需求，采用先进的热障涂层及内腔冷却涂层技术，可以帮助叶片提升 50-80℃ 的服役温度，从而匹配航空发动机及燃气轮机的迭代需求。

需求侧——军机、燃机、商发、维修四大终端场景逐步放量，驱动先进涂层全周期需求。 稳定提升的国防预算充分支持军机迭代，能源转型周期叠加国际摩擦驱动燃气轮机内需及外需、大飞机产业链实现从 0-1 及航空维修后市场周期已至，以上四大核心驱动力可充分支持先进涂层短期、中期及长期的需求逻辑，预计 2025年涂层市场规模在 80-100 亿元之间。

供给侧——设备禁运，行业扩产严重受限，供需结构严重失衡。尽管下游需求在近年开始放量，但由于先进涂层核心设备 CVD 及EB-PVD 设备已禁运，我国涂层当前缺乏核心设备的自主研发及制造能力，先进涂层产能扩张严重受限，现有产能严重不足。

竞争格局：行业处发展窗口期，未充分竞争，民营企业有望崭露头角。行业处于高速扩张阶段，具备核心设备的自主研发能力、材料体系持续迭代能力的企业方可抓住需求窗口期，成为行业龙头。