今年2月27日，全球首条低空航线在深圳首飞。一架2吨重，载重400公斤的纯电E-VITOL五座飞行器从深圳蛇口邮轮母港起飞，抵达珠海九州湾码头。以往用时约2到3小时，而通过电动垂直起降航空器，仅需20分钟就可以完成深圳、珠海间的跨城之旅。
去年底，召开的中央经济工作会议中提出，打造低空经济等若干战略性新兴产业。这其中，作为新质生产力的代表，低空经济眼下成为“新赛道”。主流观点认为：低空经济是以各种有人驾驶和无人驾驶航空器的各类低空飞行活动为牵引，辐射带动相关领域融合发展的综合性经济形态。具体的航空器又包括了直升机、无人机、热气球等，这其中，无人机的制造与应用又是低空经济的重要组成部分。
近日，工信部要求要加快培育壮大新材料产业，以保障重大应用需求和实现材料先行为目标，系统布局建设新材料大数据中心，推进新材料中试平台建设。
1、更强更轻，新材料之王获无人机青睐
随着低空经济的兴起，低空飞行器成为推动该领域发展的关键技术之一。化工新材料作为低空飞行器研发和制造的基石，其性能直接影响飞行器的安全性、经济性和环保性。化工新材料在低空飞行器中的应用主要集中在：
1、轻量化材料：如高强度碳纤维，用于减轻飞行器自重，提高外壳机械强度和航程；
2、能源存储材料：高能量密度的锂离子电池和正在研发中的新型电池技术，为电动飞行器提供动力；
3、环境适应材料：如聚酰亚胺，抗腐蚀、耐高低温材料，保证飞行器在复杂环境下的稳定性；
4、智能/通讯材料：如压电陶瓷、聚四氟乙烯等，用于飞行器的智能控制、提高通讯系统的性能。
在航空航天结构设计中，无人机是航空领域最主要的产品之一，是该领域中科技成果的代表，是体现国家整体科技水平的重要标准之一。现如今在航空领域发展中无人机是发展的热点之一，为了满足无人机低成本、航时长且机动性能高的特点，降低无人机结构重量是有效方法之一。
近年来，在飞机的研究中实现飞机轻量化成为了工程师们追求的重要标准之一，实现机翼的轻量化也是非常重要的一环。因为金属材料性能稳定且具有高强度、刚度高和耐冲击性能好的特点，在传统飞机结构中金属材料使用较为广泛，但相比于复合材料，常用的铝合金、钛合金和钢等金属材料的密度更大，导致使用金属材料的结构部件重量更大，在一定程度上限制了飞机的续航能力且增加了能源的消耗。
20世纪初，玻璃纤维复合材料首次应用于航空领域并显示出了纤维增强复合材料的巨大优势。随着复合材料的发展，纤维增强型复合材料逐渐被大量应用，现在常用的纤维增强型复合材料的纤维有碳纤维、凯夫拉纤维和硼纤维等，常用的基体材料有聚酰亚胺和热塑性树脂等。
2、PEEK材料应用场景
近几年，随着全球电子信息、汽车、航空航天产能不断向亚太地区转移，亚太地区的PEEK消费增长速度远超欧洲。
受去年底“人形机器人”的概念带动，PEEK材料突然大火，到今年又延续了“低空经济”的热度。
从行业来看，2023年以来，特斯拉等科技巨头不断迭代升级人形机器人；今年以来，我国低空经济“政策+产业”不断推进。人形机器人和飞行汽车两大热门行业面临材料轻量化的问题，PEEK是其离不开的重要材料。
在人形机器人领域，为提升材料强度，PEEK材料与碳纤维复合使用成为重要趋势。目前，国内已有厂家把PEEK材料应用于人形机器人的关节、轴承、齿轮等部件，形成配套生产链。
其中，中国PEEK市场需求增长速度尤为突出。据前瞻产业研究院的数据口径，2012年-2021年期间中国PEEK产品消费量由80吨增长至1980吨，对应CAGR约为42.8%。另据沙利文咨询的预测，中国PEEK产品需求量在2022年至2027年期间继续以16.82%的年复合增长率增长，预计2027年将达到5078.98吨的规模。
机构表示，随着人形机器人及飞行汽车等产业的快速发展，PEEK轻量化材料需求也将不断提升，建议关注行业动态及相关公司进展。
3、PEEK搭上低空经济“快车道”
PEEK（聚醚醚酮）是新材料中的“全能选手”，其抗拉强度是铝合金的3倍，钢铁的2倍，且抗疲劳性强。在刚性方面，PEEK材料的弯曲弹性模量达到了铝合金的4倍、钢铁的1.5倍，并能在315℃的高温下保持高刚性。此外，PEEK材料还具备阻燃性、耐腐蚀性和自润滑性，其重量仅为铝合金的三分之一。
在高速运动的工况中，低质量意味着低惯性，从而可以实现更高的操控精度。特别是通过碳纤维优化PEEK材料，可使其性能得到进一步提升，在低空经济领域具备较高的应用潜力。
碳纤维增强PEEK高性能热塑性复合材料，被视为未来新兴产业的关键材料。这种复合材料由碳纤维以各种形式（如粉末、颗粒、连续纤维或织物）增强PEEK树脂基体而成。
一般来说，铝合金的密度为2.8g/cm3，不锈钢的密度为 7.3g/cm3，而PEEK复合材料的密度为 1.5-1.6g/cm3。传统铝合金和不锈钢材料与PEEK复合材料相比，PEEK复合材料具有轻质、高强度的优势。这是因为碳纤维的性能优势赋予了PEEK复合材料高强度、高弹性模量和抗变形特性，其机械强度至少提高了3倍，模量也至少增加了3倍，具有更好的尺寸稳定性和抗变形性。
在政策层面，我国政府一直致力于推动高性能材料产业的发展。近年来，政府出台了一系列支持措施，旨在鼓励企业增加研发投入，提高产品质量与技术水准。例如，国家发改委发布《新材料产业发展规划》，强调了加快发展高性能复合材料、特种合金等新材料产业；财政部也出台了多项税收优惠政策，以支持新材料产业的发展。此外，地方政府也纷纷推出了一系列扶持政策，例如资金援助等，为企业提供了良好的发展空间。这些政策的出台也有助于促进PEEK行业的健康发展，并推动其在航空、医疗、电子等领域的广泛应用。
低空经济作为新质生产力的重要组成，得到了国家和地方政策的大力支持，相关法规体系也在逐步完善。采用PEEK和其他轻量化复合材料能够有效减轻飞行器重量、增加有效载荷、延长飞行距离和续航时间，并提高飞行安全性。因此，随着低空经济的快速发展、应用场景的不断扩展，该行业对轻量化材料的需求量也将持续增加。
文章来源： 题材逻辑说，中国粉体网，云奇新材料
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来源：贤集网
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