高端材料在大飞机中的应用越来越广泛，它使得飞机更加轻盈，载重量显著提升，而且机械强度和韧性明显增强，除了一直应用较多的高性能铝合金外，目前核心材料钛合金及复合材料的应用正在不断加强。从波音和空客系列产品中，我们可以看出，这两类材料的比重持续上升。尤其是复合材料，在波音B787机型中这一比例高达50%。

    铝合金的比强度和比刚度与刚相似，但由于其密度较低，在同样的强度水平下可提供截面更厚的材料，在受压时的抗屈曲能力更佳，因此高性能铝合金成为经典的飞机结构材料。历经五代发展，大大地推动了航空技术的发展。

    表1、五代铝合金技术特点及应用

    从历代军民用飞机中高性能铝合金应用占比可以看出，比重都很高，基本上维持在70%左右，其在飞机上的应用，起到了举足轻重的作用。

    图1、各种类型飞机铝合金应用占比

    自20世纪以来，应用在飞机各个部位上的铝合金性能不断地提高，主要应用于机身和机翼部分。

    表2、20世纪欧美国家铝合金在飞机不同部位的应用情况

    从表中我们可以看出应用到飞机上的铝合金型号主要为2000系（Al-Cu）和7000系（Al-Zn-Mg-Cu）两个系列产品。更轻、强度更高的铝锂（Al-Li）合金正在引起越来越多的关注。目前涉及到这两个系列的上市公司铝企并不多，主要有中国铝业、南山铝业、云海金属、鸿特精密等。

    表3、飞机用主要铝合金的特点、用途及状态

    钛合金是在钛金属的基础上加入其他元素组成的合金，其具有强度高、密度小、机械性能良好、韧性和抗腐性优异等特点，广泛地应用于航空航天产业。随着时间的推移，在飞机上的应用越来越宽泛。

    图2、A350超前技术应用

    复合材料是由两种或两种以上不同性质的材料，通过物理或化学的方法组合，形成具有新性能的材料。复合材料具有比重小、比强度和比模量大等特点在军民用飞机上所占比重越来越大，其中高端碳纤维和玻璃纤维应用的最为广泛。以波音787为例，复合材料几乎覆盖了飞机的全身。

    图3、波音787选材

    航空业材料技术的不断进步，使得复合材料在新型军民用飞机上的占比越来越重。在2005之前，军用飞机上复合材料的应用要远大于在民用飞机上的应用，然而波音787的出现打破了这一局面，引领着未来大飞机产业的发展方向。波音787机体结构的一半左右都是用更轻、更坚固的碳纤维强化胶制作，大幅减轻了飞机自身的重量，与现有的中程飞机相比，可以节约多达20％的燃油。另外，使用合成材料代替铝金属，还可避免金属损伤要直到碎裂时才会被发现的难题，可节省30%的维护花费，大幅降低了运营和维修成本。主要涉及的复合材料包括碳纤维和玻璃纤维两类。

    图4、复合材料在军民用飞机上的应用增长趋势

    碳纤维是由有机纤维经碳化及石墨化处理而得到的微晶石墨材料。碳纤维是一种力学性能优异的新材料，它的比重不到钢的1/4，碳纤维树脂复合材料抗拉强度是钢的7-9倍

    2005年，全球碳纤维市场仅为9亿美元，而2013年可望达到或超过100亿美元，预计到2022年有望达到400亿美元，碳纤维复合材料的应用也将进入全新的时代。目前，世界碳纤维产量达到4万吨/年以上，全世界主要是日本东丽、东邦人造丝和三菱人造丝三家公司以及美国的HEXCEL、ZOLTEK、ALDILA三家公司，以及德国SGL西格里集团，韩国泰光产业，中国台湾省的台塑集团，等少数单位掌握了碳纤维生产的核心技术，并且有规模化大生产。我国目前的碳纤维市场规模大约为7000吨左右。

    随着中国对碳纤维的需求量日益增长，碳纤维已被列为国家化纤行业重点扶持的新产品，成为国内新材料行业研发的热点。采用以二甲基亚砜为溶剂的一步法湿法纺丝技术已经获得成功。利用自主技术研制的少数国产T300、T700碳纤维产品已经达到国际同类产品水平。

    玻璃纤维是一种性能优异的无机非金属材料，种类繁多，优点是绝缘性好、耐热性强、抗腐蚀性好，机械强度高，但缺点是性脆，耐磨性较差。它是以玻璃球或废旧玻璃为原料经高温熔制、拉丝、络纱、织布等工艺制造成的。玻璃纤维通常用作复合材料中的增强材料。

    2012年，全球玻璃纤维产能大约为520万吨，中国玻纤产能占世界的比重大约为60%。中国玻璃纤维行业的领先企业毛利率在25-35%之间，明显高于国外巨头10%的毛利率。世界玻璃纤维行业长期以来一直是寡头垄断格局，中国作为新生力量，经过近几年来年均20%以上的产能增速，已经成为国际玻璃纤维市场上的新寡头。

    全球玻纤生产消费大国主要是美国、欧洲、日本等发达国家，其人均玻纤消费量较高。欧洲仍然是玻璃纤维消费的最大地区，用量占全球总用量的35%。