中邮证券报告指出，航空航天领域是高性能碳纤维的核心应用场景，碳纤维复材性能的持续提升直接促进了其用量占比的大幅增长。20世纪80年代碳纤维复材仅用作非承力构件（5%-6%），如今已成为主承力结构核心材料（用量达50%以上）。美国F-22战机IM7碳纤维复材用量24.2%，波音B787和空客A350复材用量超50%。T800级碳纤维强度较T300提升56%，T1100级较T800再升20%。国产T800H级碳纤维力学性能已达东丽T800H水平，并在多个航空型号完成或正在进行飞行验证，国内双通道民航客机发展将对第二代高性能碳纤维产生旺盛需求。
航空碳纤维复材的三代演进——从T300到T1100
航空碳纤维复合材料至今已发展了三代。第一代以T300或AS4为代表，用于F-15方向舵、F-16垂尾蒙皮等非承力构件。第二代以T800或IM7/IMA为代表，已成为航空主结构应用的主要材料。T800H碳纤维强度较T300提高56%、模量提高28%。美国F-22在机翼、机身等主承力结构上大量采用IM7碳纤维和高韧性5250-4双马树脂复合材料，结构用量达24.2%。波音B787机身和机翼主承力结构全部采用T800/3900-2高韧性环氧复合材料；空客A350中央翼盒和机翼采用IMA/M21高韧性环氧复合材料，复材结构用量达50%以上。
第三代碳纤维以IM10、T1100G为代表，强度超6800MPa、模量超310GPa，已在军用和民用领域验证推广。2014年东丽推出T1100G，强度较T800H提升20%、模量提升10%。2017年更新至7000MPa/324GPa。第三代碳纤维以进一步降低结构重量、提高结构效率为目的，已成为碳纤维发展的主要方向之一。
表2：典型航空碳纤维复材应用| 机型 | 复材用量 | 主要材料 | 应用部位 |
|---|
| F-22 | 24.2% | IM7/5250-4 | 机翼、机身蒙皮、进气道 |
| B787 | 50%+ | T800/3900-2 | 机身、机翼 |
| A350 | 50%+ | IMA/M21 | 中央翼盒、机翼 |
| GE90发动机 | — | IM7/8551-7 | 风扇叶片 |
IM7碳纤维——F-22主承力结构的材料基石
IM7碳纤维是第二代高强中模碳纤维的代表，奠定了四代机复材主承力应用的基础。F-22飞机中，IM7碳纤维复合材料广泛应用于前机身蒙皮及边条、中机身蒙皮、后机身上蒙皮、机翼蒙皮、垂直尾翼蒙皮、进气道蒙皮等主承力结构。工艺方面，采用热压罐、RTM（树脂传递模塑）、ATL（自动铺带）、AFP（自动纤维铺放）等多种成型技术，适应不同结构件的制造需求。
IM7/5250-4双马树脂复合材料体系在F-22上的成功应用，验证了高强中模碳纤维在主承力结构上的可行性。其后，IM7碳纤维在波音B777、B787以及空客A380、A400M等机型上持续拓展应用。IM7系列碳纤维已成为全球航空碳纤维复材用量最大的牌号之一。
航空发动机——复材用量占比近35%的蓝海市场
高性能商用航空发动机复材用量占比近35%。复合材料已成为航空发动机的重要选材，主要分布在风扇和短舱等冷端部件。1995年，GE90系列发动机叶片最早采用铺层叶片技术，由400层IM7碳纤维增强8551-7环氧树脂预浸料经铺贴、模压固化而成。该叶片累计飞行超1000万小时仅3片发生更换，为B747、B777提供了可靠动力保障。
LEAP-X发动机风扇叶片采用IM7/PR520材料，3D编织/RTM工艺，应用于C919、B737MAX等机型。GEnx发动机风扇叶片采用IM7/PR520，2D三轴编织/RTM工艺，应用于B787。PW1000G发动机出口导流叶片采用AS7/VRM37，RTM工艺，应用于A320neo、A220等。随着国产大飞机C919量产和后续型号发展，航空发动机复材需求将有望持续增长。
航天领域——从导弹到运载火箭的碳纤维应用
在导弹领域，碳纤维复材在固体火箭发动机壳体、舱段、舵面等结构均有应用。PAC-3导弹发动机壳体采用IM7缠绕成型复合材料；THAAD拦截器也采用高强中模碳纤维复材作为发动机壳体材料。战术导弹每减轻1kg，可使射程提升15km。
运载火箭方面，IM7碳纤维已有较多应用。日本M-5火箭发动机壳体、欧洲织女星运载火箭使用IM7碳纤维复材。美国大力神-4火箭整流罩、级间段舱体、锥形尾舱采用IM7/8552复材。我国长征-11运载火箭全整流罩采用碳纤维复材。高模量碳纤维（M55J等）常用于人造卫星结构体、太阳能电池板和天线中。阿拉伯通信卫星中心承力筒采用M55J高模量碳纤维。国内航天领域对T800级及M系列碳纤维需求持续增长。
