１、、、刹车盘是刹车系统主题部件，，，资料对机能影响较大
汽本制动系统是汽车的关键部件，，，制车片与制率度规成一对摩擦副，，，通过刹车片对偶件制动达到制动动能。
汽车制动
系统是指为了在技术上保障汽车的安全行驶，，，提高汽车的均匀速度等，，，而在汽车上装置制动装置专门的制动机构，，，因而汽车制动系统是汽车的关键部件之一。
以盘式制动器为例，，，重要制动装置由制动盘、、、制动钳、、、摩擦片、、、分泵、、、油管等部门组成，，，制动盘是盘式制动器的摩擦偶件，，，在汽车在行驶过程中，，，制动盘会随着轮胎一路动弹，，，通过制动卡钳来夹住制动盘，，，起到减速或者停车的作用。而刹车片是则是装置在制动卡钳内的摩擦片，，，车主在进行急刹车时，，，刹车片就会被挤压到制动盘上，，，制作出摩擦力，，，从达到而使车辆减速的主张。
刹车制动部件是机动设备与车辆最重要的安全数件之一，，，汽车刹车系统的曲直，，，直接决定着汽车驾乘人员的安全系数，，，提高安全机能、、、削减环境传染和噪音传染、、、耽搁使用寿命是刹车资料发展的大趋向。
汽车和高速列车等现代交通工具的刹车资料经历了从石棉资料、、、半金属资料、、、粉末冶金资料到碳碳复合伙料和碳陶复合伙料的发展。
在各类刹车资猜中，，，良好导热性、、、不变摩擦系数、、、耐高温抗冲击、、、耐磨减磨、、、质量轻就是制动闸片的重要发展方向，，，是抢占将来发展制高点的重点。
碳陶复合刹车资料是20世纪90年代发展起来的一种以高强度碳纤维为加强体，，，以热解碳、、、碳化硅（SiC）等为基体的多相复合刹车资料，，，是在碳/碳复合刹车资料的基础上，，，引入拥有优异抗氧化机能的碳化硅（SiC）陶瓷硬质资料作为基体的一种刹车资料，，，既维持了碳/碳复合刹车资料密度低、、、耐高温的利益，，，又克服了碳/碳刹车资料静摩擦系数低、、、湿态衰减大、、、摩擦寿命不及及环境适应性差等弊端，，，成为新一代刹车资料，，，在汽车和高速列车等现代交通工具的刹车制动领域拥有辽阔的利用远景。
主流刹车资料重要有三类：金属基刹车盘、、、碳碳资料刹车盘和碳陶刹车盘。目前宽泛用于高速列车、、、汽车和飞机上的刹车资料重要是粉末冶金和碳碳复合伙料。
然而，，，粉末冶金刹车资料存在高温容易粘结、、、摩擦机能易衰退、、、高温强度降落显著、、、抗热震能力差、、、使用寿命短等弊端；；而碳碳刹车资料存在静态和湿态摩擦系数低（湿态相对干态衰减约50%）、、、热库体积大、、、出产周期长（约1200h）及出产成本高档问题，，，制约了其进一步发展及利用。
碳陶刹车盘结合了碳纤维和多晶碳化硅这两者的物理个性。同时由于较轻的重量、、、优良的硬度、、、高压和高温前提下的不变性、、、抗热冲击性和同韧性剪堵截裂个性等特点不只耽搁了刹车盘的使用寿命，，，并且预防了因负载而产生的所有问题。
碳陶刹车盘机能显著优于通常灰铸铁刹车盘，，，但成本为其短板。目前宽泛使用的制动盘资料重要有通常铸铁、、、低合金铸铁、、、通常铸钢、、、特殊合金铸钢、、、低合金锻钢及铸铁一铸钢(锻钢)复合伙料等，，，铸铁资料的使用较为宽泛。
铸铁资料存在者制作周期长、、、导热性差和易产生热裂纹等不及，，，因而碳碳和碳陶复合伙料为刹车资料的发展方向。
碳碳复合伙料由于成本高，，，目前重要用于飞机制动器，，，随着近年来高速铁路的发展，，，国内外科技工作者起头研制开发用于高速铁路的碳陶复合伙料摩擦副，，，碳陶复合伙料是一种国际上重点开发的摩擦副资料，，，我国也已经处于起步阶段，，，碳陶刹车盘将来降本空间较大，，，有望成为刹车产品的重要发展方向。
2、、、碳陶刹车盘优势较为显著，，，最早利用于豪华汽车
碳陶复合伙料是由碳纤维的三维毡体或编织体作为加强骨架，，，碳与碳化硅陶瓷陆续基体的一类新型复合伙料。碳纤维的作用是提高资料的机械强度并为资料提供技术利用中所需的断裂韧度，，，重要基体成分碳化硅决定着复合伙料的硬度，，，陶瓷复合伙料的同韧性剪堵截裂个性为其抗高热负载和机械负载机能提供了保险。
因而，，，碳纤维加强碳化硅资料美满结合了碳纤维加强碳(C/C)和多晶碳化硅陶瓷这两者的物理个性。碳陶复合伙料的拉断伸长率从0.1%~0.3%不等，，，这对于陶瓷资料而言是极高的数值。正由于拥有这些特点，，，碳纤维加强碳化硅才成为高机能刹车制动系统的首选资料。尤其是较轻的重量、、、优良的硬度、、、高压和高温前提下的不变性、、、抗热冲击性和同韧性剪堵截裂个性等特点耽搁了碳陶刹车片的使用寿命，，，并预防了传统灰铸铁刹车片因负载而产生的所有问题。
碳陶刹车极度适合用于对刹车机能要求较高的交通工具，，，最早利用于超跑轿车。由于拥有高温不变性、、、高导热性、、、高比热等特点，，，相对于钢制刹车，，，碳陶刹车的优势显著：例如更长的使用寿命（长达30W公里）、、、更强的制动机能（耐高温）、、、更轻的重量（一致尺寸下重量比传统刹车碟要轻一半以上）等。
这种复合伙料的刹车自1970年诞生代以来一向用于航空航天，，，最早利用于F16战机，，，以削减在航母高低降的刹车热衰退问题，，，后来十九世纪八十年代起头，，，碳陶刹车也在赛车项目中发展起来。
直到2001年，，，碳陶刹车才被用于量产民用上跑车，，，第一款选取了碳陶瓷刹车的量产车保时捷911 GT2，，，其在干湿路面的机能以及重量、、、舒服性、、、耐侵蚀性、、、使用寿命和赛道机能等方面都拥有极度多的优势。其他驰名品牌汽车也陆续起头通过选取这一创新型刹车技术来提高车辆安全性并改善踏板舒服度，，，其中蕴含Mercedes-Benz的CL55AMG、、、奥迪W12&S8、、、宾利、、、布加迪和兰博基尼等跑车与豪华汽车。
碳/陶复合伙料的重要基体成分碳化硅拥有耐高温、、、高强度、、、抗氧化、、、耐侵蚀、、、耐冲击的利益，，，碳陶盘相对于通常刹车盘优势显著。
首先，，，更轻的刹车盘就意味着底盘下质量减轻，，，这令悬挂系统的反映更为迅速，，，因而可能提升车辆整体的操控水平。第二，，，通常的刹车碟容易在全力制动下因高热产生热衰退，，，而陶瓷刹车盘能有效而不变的抵抗热衰退，，，其耐热成效比通常刹车盘逾越很多倍，，，第三，，，陶瓷碟在制动最劈头段就立刻能产生最大的刹车力，，，因而甚至无需刹车辅助增长系统，，，而整体制动比传统刹车系统更快、、、距离更短。第四，，，为了抵抗高热，，，在制动活塞与刹车衬块之间有陶瓷来隔热，，，陶瓷刹车碟有非凡的耐用性。最后，，，只管陶瓷刹车盘的刹车机能极度优异，，，但是它的价值却极度昂贵，，，如保时捷和奥迪的高机能跑车上的选装价值都在10万元以上。
碳陶制动盘与碳陶刹车片组成的制动对偶较有发展远景。
凭据国际、、、国内钻研进展，，，动车组碳陶摩擦副最优的匹配大局为：“碳陶复合伙料制动盘+粉末冶金闸片”。这种匹配大局在制动速度提升、、、减重、、、耽搁摩擦副寿命方面拥有较好成效。
山东大学一钻研团队通过尝试来筛选最优的刹车盘和刹车片组合，，，通过尝试发现碳陶盘和碳陶刹车片、、、粉末冶金刹车片配副均显示出较好的成效，，，其中，，，碳陶制动盘与碳陶刹车片组成的制动对偶，，，摩擦系数较高，，，摩擦磨损情况较其它组合好，，，碳陶资料作为汽车刹车副拥有辽阔的发展远景。
从尝试具体过程来看：
由目前轿车选取的半金属型、、、低金属型、、、陶瓷型刹车片以及碳纤与钢纤混合纤维刹车片与碳陶瓷盘对偶，，，均存在磨损较大的景象，，，并且陶瓷型刹车片与碳陶对偶制动时的摩擦系数太低，，，均不能与碳陶盘组成优良对偶；；碳陶片与铸铁盘组成对偶时，，，碳陶片对铸铁盘有攻击，，，造成铸铁盘划伤，，，该组合必要改进；；炭陶盘与粉末冶金片组成对偶时，，，摩擦系数尚可，，，但由于选用的刹车片尺寸较小，，，刹车结构也存在较多不合理，，，但是粉末冶金片阐发出能够与炭陶盘组成对偶的潜质。
在噪音方面，，，受制动器的制动结构影响，，，制动时有时出现摩擦声音较大，，，并且后盘对偶摩擦系数偏高；；前盘刹车片尺寸较大，，，盘与片的接触面积大，，，制动较为安稳，，，摩擦系数适中，，，无制动噪声。
3、、、重要的智能化执行器件，，，切合电动车“增配、、、高配”趋向
使用碳陶刹车片可能显著提高响应速度，，，缩短制动距离，，，是线节制动的最佳执行器件。
当驾驶员将车辆的驾驶操控齐全移交给自动驾驶车辆的车载推算机系统后，，，方向盘、、、油门和刹车，，，就都齐全由电子信号节制了（之前是通过机械液压的方式），，，这就是所谓的“线控执行”。由于电信号传递快于机械衔接，，，线控可为自动驾驶提供更高级此外安全守护。如通例制动系统响应功夫为300-500毫秒，，，博世ibooster的响应功夫为120-150毫秒，，，布雷博的线节制动系统响应功夫只有90毫秒，，，线节制动距离相应缩短。大陆宣称在30km/h时启动行人保唬护时，，，MKC1刹车距离能从6.8米削减为4.1米。因而使用碳陶刹车可能更显著提升智能汽车制动效能，，，提高智能驾驶安全性。
轻量化技术是将来汽车的重点发展方向。汽车零部件轻量化已经成为汽车节能减排最直接的解决步骤之一。尝试证明，，，汽车整车重量降低10%，，，燃油效能可提高6%—8%；；汽车整车质量每削减100公斤，，，百公里油耗可降低0.3—0.6升。此外，，，陪伴着新能源汽车的迅速遍及，，，电动汽车对于续航里程的要求也越发火急，，，在智能化网联化的趋向下，，，电动车增配了大量智能化设备，，，芯片、、、雷达、、、高清摄像头以及数据传输的线束等，，，都给电动车的“体重”增长了不小的职守，，，使用轻量化资料能够降低自身车重，，，在提升电动汽车机能的同时，，，实现节能减排。
电动化及轻量化趋向下，，，碳陶盘可能达到减重成效，，，降低里程焦虑。新能源车与燃油车相比，，，固然没有了发起机和变速箱，，，但是增长了电池组，，，重量相对于燃油车更重，，，因而新能源车减重任重道远，，，碳陶刹车能有效降低悬挂系统以下重量，，，能更好的地适配新能源车，，，降低里程焦虑。
2021年11月，，，特斯拉颁发将在2022年中期，，，为旗下最快量产车ModelSPlaid车型提供碳陶瓷刹车套件，，，该套装的成本已达2万美元，，，约合人民币12.78万元。超高的车速，，，加上电车自身较大的质量，，，通常的制动系统在极限状态下的确难堪重任，，，所以特斯拉筹备给这款车换上尺寸更大的碳陶瓷刹车盘、、、铸造的对向六活塞卡钳以及高机能制动片，，，并且四个轮子均选取碳陶盘，，，以实现最强的制动成效。特斯拉暗示：ModelSPlaid碳陶瓷刹车套件专为终极赛道履历而设计，，，是一个齐全的硬件套件，，，可在高机能驾驶期间提供最大、、、可反复的制动力。
减轻悬架系统以下质量事半功倍，，，碳陶刹车盘为减主关键部件。
悬挂系统以下每减轻1kg，，，相当于悬挂系统以上削减5kg的成效。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的成效。此外，，，丰田高端跑车雷克萨斯RCF曾通过CFRP资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，，，因而碳陶刹车盘为汽车减重的关键零部件。
4、、、技术、、、规模降本空间大，，，成本降落曲线峻峭
目前阶段，，，碳/陶复合伙料在刹车制动领域大规模利用的重要阻碍为出产成本较高、、、大批量出产工艺复杂、、、难度大、、、周期长等。随着碳/陶复合伙料制备技术的提升、、、规模效益的展示，，，预计碳/陶复合伙料将在摩擦制动领域得到宽泛的利用。
乘用车碳陶制动盘凭据碳纤维状态能够分为两大类，，，别离是短纤盘和长纤盘。短纤盘国外居多，，，比力有代表性的是布雷博和西格里的CCM盘和CCB盘，，，其中CCB盘摩擦理论有一层耐磨的陶瓷涂层。长纤盘国内外均有，，，国外目前最顶级长纤盘是布雷博和西格里CCM-R盘，，，能够满足通常使用和赛道使用。国内长纤盘，，，蕴含两种，，，一种是不带耐磨涂层的C/C-SiC盘，，，别的一种是带耐磨涂层的P-C/C-SiC盘。
短纤盘的制备工艺重要是分为混料、、、模压成型、、、碳化、、、陶瓷化、、、去重装配。它的利益是制备周期比力短，，，仅必要一个月。由于是模压成型，，，所以原资料利用率极度高，，，综合成本比力低。但弊端也比力显著，，，即强度比力低，，，韧性比力差，，，在使用过程容易出现掉块、、、断裂和崩边的风险。
长纤盘的制备首先是将陆续碳纤维用针刺法做成碳纤维预制件，，，而后用化学气相渗入法增碳做成碳碳多孔体，，，再通过熔融渗硅进行陶瓷化做成碳陶复合伙料，，，最后经机加工成碳陶制动盘。特点是所制备出来的碳陶制动盘综合机能很好，，，弊端是制备周期比力长，，，整个工艺下来长达2个月，，，成本较高。
高成本限度了乘用车碳陶盘的推广和利用，，，目前国产碳陶盘利用重要集中在改装车这个领域。实现碳陶盘的低成本制备通常从以下5个维度着手：
1）原资料
，，，碳陶盘原资料成本大部门源自碳纤维，，，能够通过优化碳纤维的商标和含量来实现原资料成本的降低。
2）制备工艺
，，，长纤盘制备周期长重要受限于热工艺，，，热工艺这块又蕴含CVI增碳工艺和反映熔渗陶瓷化工艺，，，能够通过开发多料柱限域CVI工艺和急剧熔融工艺来实现出产周期的大幅度降低至一个月以内。
3）智能化
，，，碳陶盘的加工分歧于传统金属盘，，，陶瓷组分的存在使其加工难度大和加工效能低。目前国内碳陶盘的机械加工多为非智能化出产，，，通过智能化在线检测和出产能够大幅度提逾越产效能，，，进一步降低成本。
4）新工艺上和新步骤
，，，当前长纤盘预制体是从方板上面切割下来，，，这样会形成中央和四个角五块余料，，，导致整个原资料的利用率极度低？煽⒔叽缭ぶ铺宄尚凸ひ，，，该工艺能够直接制备出环形坯体和透风散热结构，，，就能够大大提高原资料的利用率同时还能够削减制动盘的机械加工量，，，大幅度降低制备成本。
5）能源价值
，，，由于制备碳陶盘热工艺所需的温度高且功夫长，，，用电量是极度大的，，，所以若是可能争取到优惠的能源专项价值，，，对于碳陶盘的成本降低是极度有援手。
产品直接资料成本占比力低，，，存在较大技术、、、规模降本空间。以金博股份为例（公司全数产品系碳碳复合伙料，，，成本结构代表性较强）。2021年公司热场系列产品单吨成本为37万元/吨，，，较2017年的46万元/吨降落了20%，，，2021年单吨制作用度为11.40万元，，，较2017年的24.68万元降落了53.8%，，，技术降本显著，，，2021年原资料成本占比为52%，，，随着规模扩大、、、技术升级、、、自动化水平提升和碳纤维价值降落，，，产品的降本空间巨大。当前碳陶刹车片单片价值约2500-3500元，，，对用C级及以上乘用车市场，，，我们预计2025年单片价值有望降落到1000-1200元左右，，，将下探到B级及以上乘用车市场。
碳/陶复合伙料刹车盘供给商重要蕴含意大利Brembo、、、英国SurfaceTransformsPlc、、、美国Fusionbrakes等，，，国内把握高机能碳/陶复合伙料刹车盘制备技术的企业较少，，，国产代替的空间较大。
我们以为，，，以下成分可能推动碳陶推广：
1、、、新能源车的发展，，，蕴含新权势在内的车企，，，在推出新能源车时，，，更积极地使用一些新技术。目前特斯拉和国内头部企业选取碳陶刹车盘技术，，，后续其他企业有望跟进。随着新能源车销量的提升，，，碳陶刹车盘技术有望得到推广。
2、、、我们以为在碳陶的成本在初期较高，，，根基上用于机能车和高端车，，，随着碳陶成本的降落，，，将来有望向30~40万的价值带渗入，，，若是碳陶的单车成本能够降到5000元左右，，，有望向20~30万元的价值带渗入。已经在豪车上使用的产品和技术，，，近年来不休向更亲民的价值带渗入，，，蕴含空气悬架、、、HUD等。
3、、、消费升级和产品升级，，，从目前国内推出的新车来看，，，价值带普遍上移，，，我们以为，，，汽车价值结构向上迁徙，，，有助于提高碳陶刹车盘的利用领域。
4、、、碳陶刹车盘有助于在更短的距离内和和更短的功夫内实现刹车，，，提高了自动驾驶执行端的相应能力。随着更多高自动驾驶级此外车辆推出，，，碳陶刹车盘有望得到更宽泛的利用。
目前碳陶刹车盘利用领域极小，，，2023年有望是碳陶刹车盘推广的元年。我们测算2025年国内市场有望达到78亿元，，，2030年国内市场规模有望超过200亿。取代原有的粉末冶金刹车盘，，，是这个行业的必然趋向：第一，，，碳纤维价值将逐步降落带头产品自身直接成本的降落；；第二，，，随着产销规模的上升，，，工艺环节的优化，，，规模唬化经济将带来碳陶刹车盘成本的降落；；第三，，，最求更安全的的驾驶履历将推动汽车行业产品的升级。
单一测算，，，至2025年，，，传统粉末冶金刹车盘依照单车1000元价值、、、全球依照年销售9000万辆汽车推算，，，市场规模为900亿元，，，国内靠近300亿元市场。随着电动化过程加快，，，碳陶刹车盘的渗入率提升速度将有可能大幅度超出ML·米兰预期。
这是一个全新的市场，，，符合电动智能发展的大趋向，，，是0-1的突破。而对于汽车安全的思考，，，一旦突破将成为汽车安全的卖点，，，发展速度有望超出我们预期，，，将来的整体市场销售收入将有望靠近2000-3000亿元，，，而汽车零部件是中国汽车分工环节中优势地点，，，将来国内企业将有望这个领域获得更大的市场份额。
行业属于蓝海市场，，，国产代替空间较大。
受制于工艺复杂、、、出产难度大、、、出产周期长等多个壁垒，，，国内可能量产碳陶盘的企业较少。
碳陶复合伙料刹车盘供给商重要蕴含意大利Brembo、、、英国SurfaceTransformsPlc、、、美国Fusionbrakes等，，，国内把握高机能碳/陶复合伙料刹车盘制备技术的企业较少，，，国产代替的空间较大。
外洋头部碳陶制动盘出产企业重要客户为高端跑车出产商，，，产品单价更高，，，以外洋头部企业布雷博为例，，，单个碳陶盘的产品价值超过10万元人民币，，，而国产碳陶盘单车价值量约为0.8-1.2万元左右，，，拥有极高性价比。
随着国产企业在该领域技术不休突破，，，以及新能源车“增配、、、高配、、、智能化”趋向的不休演进，，，国产新能源汽车碳陶盘的渗入率有望不休提高。
我国制动资料行业获得较大发展，，，国产碳陶刹车盘更具性价比优势。
我国的制动资料行业在国际中一向处于相对落后的职位，，，重要是由于以前国内汽车行业产量少、、、车型种类单一，，，使得汽车行业发展缓慢，，，导致制动系统并无太大的改进。
近年来，，，我国汽车制动资料行业已获得了较大的发展，，，正着力发展新型制动资料，，，大部门制动资料出产企业科研能力、、、研发水平、、、出产设备和工艺都在不休加强，，，使得制动资料产品质量逐步提升，，，产品机能趋于不变。
文章起源 | 招商证券
汪刘胜，，，杨献宇
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