飞机+高铁+汽车3大需求加持，碳碳/碳陶刹车材料进入窗口期

前言：本篇分享一个新材料的相关行业——碳碳/碳陶刹车材料，碳碳/碳陶刹车材料因其高性能在多个领域均有应用，本篇主要介绍它的三个主要赛道，在《碳碳/碳陶刹车材料系列二》中我会补充介绍其他的相关内容。

本篇目录

1.事件背景

2.认识碳碳/ 碳陶刹车材料

3.细分赛道

4.小结及相关上市公司

一，事件背景

近期金博股份公告，近日收到比亚迪开发定点通知书，公司将为其开发、供应碳陶制动盘等产品。在追求轻量化的趋势之下，特斯拉已于2021年推出碳陶制动系统，下面就来聊聊碳陶刹车材料到底有什么魔力吸引了这么多车企的青睐。

二，认识碳碳/ 碳陶刹车材料

制动器中所使用的摩擦材料被称为刹车材料，根据所使用的机构，刹车材料可以分为汽车刹车材料、火车刹车材料和航空刹车材料等。

最开始的刹车材料为棉线增强的树脂基材料，后续发展了石棉材料、熔铸金属材料、粉末冶金材料、碳碳复合材料以及纤维增强陶瓷基复合材料。石棉材料因为致癌性，熔铸金属材料因为摩擦系数不稳定、磨损大和易粘结等缺点不能满足飞机、高铁以及高性能汽车等高速制动场景的制动要求，粉末冶金材料、碳碳复合材料以及纤维增强陶瓷基复合材料目前已成为高速制动场景的主流刹车材料。其中碳陶复合材料基于其在干湿态摩擦因数、磨损损失、火花、质量等方面的全面领先，是未来刹车材料的终极升级方向。

三，细分赛道

1.汽车碳陶刹车

目前汽车主流刹车盘材料为灰铸铁，但铸铁材料存在者制造周期长、导热性差和易产生热裂纹等不足，因此碳碳和碳陶复合材料为刹车材料的发展方向。碳陶刹车性能更优但成本更高，碳陶复合材料是一种国际上重点开发的摩擦副材料，我国也已经处于起步阶段，碳陶刹车盘未来降本空间较大，有望成为刹车产品的主要发展方向。

碳陶刹车盘有望成为刹车产品的主要发展方向的另一个重要因素就是碳陶刹车盘符合汽车轻量化潮流：

汽车零部件轻量化已经成为汽车节能减排最直接的解决方法之一，实验证明，汽车整车重量降低10%,燃油效率可提高6%- -8%；汽车整车质量每减少100公斤，百公里油耗可降低0.3- -0.6升，因此轻量化技术是未来汽车的重点发展方向。

减轻悬架系统以下质量事半功倍，碳陶刹车盘为减重关键部件。悬挂系统以下每减轻1kg,相当于悬挂系统以上减少5kg的效果。一对380mm尺寸的碳陶盘同比灰铸铁制动盘的重量轻约20kg，相当于在汽车悬挂系统达到了减重100kg的效果。此外，丰田高端跑车雷克萨斯RCF曾通过CFRP材料和碳陶制动盘进行多方面减重70kg，其中22kg由碳陶刹车盘贡献，因此碳陶刹车盘为汽车减重的关键零部件。

2.飞机碳碳/碳陶刹车

与钢刹车部件相比，碳刹车具有重量轻、使用寿命长、承载和过载能力强等优势，因此，从上世纪六七十年代开始，全球主要的刹车机轮公司开始使用碳碳复材作为新型刹车材料。碳碳刹车材料存在静态和湿态摩擦系数低、热库体积大、生产周期长及生产成本高等问题，制约了其进一步发展及应用，后来出现的碳陶刹车盘结合了碳纤维和多晶碳化硅这两者的物理特性。

我国碳陶飞机刹车材料研制技术领先全球，在飞机刹车应用领域前景广阔。中国是世界上第一个率先使用碳陶飞机刹车盘的国家，由中国西北工业大学与中航工业西安航空制动科技有限公司联合研制的碳陶刹车盘产品已成功应用在 7 个军用机型上，并在新舟 60、ARJ21 和 C919等民航飞机中推广应用。碳陶刹车盘有效地解决了碳碳刹车盘湿态摩擦性能衰减的问题，能够适应更多更复杂的环境，未来有望替代碳碳刹车盘。

3.高铁碳刹车

我国高速列车制动阐片研发也由最初铸铁闸瓦、合成闸片，发展到了目前粉末冶金制动闸片。随着中国高铁稳步推进，国外高铁刹车片生产商开始进驻中国市场，通过独营或合资方式实现中国市场，并成为中国高铁刹车片市场主要供应商。

我国高铁目前主要使用钢刹车盘和粉末冶金闸片，摩擦系数在高温条件下存在一定衰减，未来随着高铁速度的进一步提高，将要求使用摩擦性能更为稳定可靠的碳陶刹车材料。未来随着碳陶刹车盘制造工艺进一步优化，生产周期及成本得到有效控制，碳陶有望替代现有刹车材料。产业化方面，世鑫新材研制的 400km/h 高速列车碳陶制动盘已于 2019 年 5 月通过考核，交付中车青岛四方装车试用。中国高铁运营里程稳居世界第一，碳陶刹车若能在高铁领域普及使用，将形成巨大的市场。

四，小结及相关上市公司

小结：碳碳/碳陶刹车材料从产品摩擦性能、减重系数等方面均全面占优，未来在成本突破下有望迎来更大运用渗透，国内市场当前正处于大变革拐点阶段。国内已经有布局的企业在技术上具备先发优势，未来着碳基刹车材料需求不断增加有望充分受益。

相关上市公司：

金博股份（688598）：公司是国内碳碳复材的龙头企业，产品主要应用于光伏行业的晶硅制造热场系统，依靠其在碳基复合材料方面的技术储备和优势地位，于 2021 年 10 月设立全资子公司湖南金博碳陶科技有限公司，从事碳/陶复合材料的技术研发、产品制备和市场应用。公司自主开发了碳/陶复合材料制备技术，实现了低成本的碳/陶复合材料的制备，公司目前已具备年产 10 万套碳陶刹车盘的产能，且可根据市场需求快速扩大生产能力。

天宜上佳 （688033）：公司为国内动车组用粉末冶金闸片龙头，目前碳基复合材料业务已成为公司第二成长曲线，碳碳热场业务占 2021 年营收比例已达到 21.18%。碳陶复材方面，公司已具备新能源车、商用车及特种车辆碳陶制动盘预制体编织、气相沉积、陶瓷溶渗等制备技术能力。公司正定增募投 15 亿在江油建设年产 15 万台套高性能碳陶制动盘产业化项目，目前建设工作已启动。

博云新材（002297）：在航空用碳刹车产品方面，公司已取得波音 757、空客 320 系列、ERJ190 系列、MA60 等机型 PMA 证书，同时形成了包括国外客户委托开发炭刹车产品及若干个军机型号碳刹车产品在内的批产能力，目前正在持续开展多个型号炭刹车产品研制。截止 2021 年末，公司的 C/C 刹车产品已取得波音 757、空客 320 系列、ERJ190 系列、MA60 等机型 PMA 证书，与霍尼韦尔成立的合资公司为 C919 大型飞机提供碳刹车产品。

北摩高科（002985）：公司主营业务为主要从事军、民两用航空航天飞行器起落架着陆系统及坦克装甲车辆、高速列车等高端装备刹车制动产品的研发、生产和销售,公司主要产品及服务包括飞机刹车控制系统及机轮、刹车盘(副)和其他业务。北摩高科具有 C/C 复合材料从预制体编织到快速沉积工艺全部自主知识产权，在军用飞机刹车领域具有深厚积淀。2021 年 1 月，公司收购蓝天航空后北摩高科成为我国取得民航飞机炭刹车盘 PMA 许可证最多最全的企业。

楚江新材（002171）：公司是国内最大的铜板带材生产企业，公司以铜材加工为主业，致力于高精度铜合金板带材、精密铜合金线材和铜导体材料的研发、制造和销售。子公司天鸟高新是 C919 碳刹车预制体的唯一供应商，霍尼韦尔博云航空系统（湖南）有限公司采用天鸟高新生产的碳刹车预制件制备国产大飞机 C919 的碳刹车。