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시장보고서
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고온 복합재료 시장 예측(-2030년) : 매트릭스 시스템별, 용도별, 최종사용자별, 지역별 세계 분석High-Temperature Composite Materials Market Forecasts to 2030 - Global Analysis By Matrix Systems, Application, End User and By Geography |
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Stratistics MRC에 따르면, 세계 고온 복합재료 시장은 2024년 81억 2,000만 달러로 예측 기간 동안 연평균 10.3% 성장하여 2030년에는 146억 2,000만 달러에 달할 것으로 예상됩니다.
고온 복합재료는 구조적 무결성을 유지하면서 극한의 열 환경을 견딜 수 있도록 설계되었습니다. 이러한 재료는 일반적으로 섬유 강화 매트릭스로 구성되며 섬유는 강도를 제공하고 매트릭스는 열 열화에 대한 내성을 제공합니다. 섬유는 탄소, 세라믹, 유리와 같은 재료로 만들어지며, 매트릭스는 종종 고온에 견딜 수 있도록 특별히 제조된 세라믹 또는 폴리머로 만들어집니다. 자동차 분야에서는 브레이크 시스템이나 터보차저의 부품에 이러한 복합재료를 사용하여 높은 열을 견디면서도 연비를 개선하기 위해 경량화를 추구하고 있습니다.
미국 에너지 정보국에 따르면 미국에는 130개의 정유소가 운영되고 있으며, IBEF에 따르면 2022년 1월 인도의 승용차, 삼륜차, 이륜차, 이륜차, 사륜차 총 생산량은 186만 809대에 달했습니다.
대중교통 안전기준 도입
대중교통의 안전 기준의 도입은 고온 복합재료의 발전을 촉진하고 있습니다. 운송 시스템이 발전함에 따라 보다 안전하고 효율적인 차량에 대한 수요가 증가하고 있습니다. 이러한 새로운 안전 규정은 구조적 무결성을 유지하면서 고온을 포함한 극한의 조건을 견딜 수 있는 소재를 요구하고 있습니다. 내구성, 경량성, 내열성 및 내열성 저하로 잘 알려진 고온 복합재료는 이러한 용도에 이상적입니다. 이러한 소재는 운송의 전반적인 안전성과 신뢰성을 향상시킬 뿐만 아니라 차량 무게를 줄여 에너지 효율을 높이고 연료 소비를 줄이는 데에도 기여합니다.
높은 가공 및 제조 비용
높은 가공 및 제조 비용은 고온 복합재료의 개발과 보급에 큰 걸림돌로 작용하고 있습니다. 뛰어난 강도와 극한의 환경에 대한 내성으로 유명한 이 소재들은 항공우주, 자동차, 에너지 등의 산업에서 필수적인 소재입니다. 그러나 세라믹이나 탄소섬유와 같은 고가의 원재료와 오토클레이브 경화 및 진공 보조 수지 이송 성형과 같은 고도의 제조 기술 등 복잡하고 에너지 집약적인 공정을 거쳐야만 제조할 수 있습니다. 일관된 품질과 성능을 보장하기 위해 제조에 요구되는 정밀도는 비용을 더욱 증가시킵니다.
저비용 생산기술 소개
저비용 생산 기술의 도입은 고온 복합재료의 개발과 응용을 크게 강화했습니다. 기존에는 고온에서 열 안정성과 기계적 강도를 보장하기 위해 복잡한 공정과 특수 장비가 필요하기 때문에 생산 비용이 높았습니다. 그러나 섬유 자동 배치, 3D 프린팅, 보다 효율적인 경화 공정과 같은 제조 기술의 발전으로 제조 비용이 절감되고 있습니다. 이러한 기술은 재료 특성을 정밀하게 제어할 수 있어 구조적 무결성을 유지하면서 극한의 온도에도 견딜 수 있는 복합재료를 제조할 수 있게 해줍니다.
숙련된 노동력 부족
숙련된 인력의 부족은 고온 복합재료의 개발과 보급을 크게 방해하고 있습니다. 이러한 재료는 재료 과학, 엔지니어링 및 제조 공정에 대한 전문 지식이 필요하지만, 이를 갖춘 전문가는 거의 없습니다. 세라믹 기반 복합재료(CMC)와 같은 고온 복합재료의 복잡성은 적층 및 경화 정밀도를 포함하여 설계, 시뮬레이션 및 제조 기술에 대한 전문 지식을 요구합니다. 업계가 유능한 엔지니어와 기술자 부족에 직면함에 따라 기술 혁신의 속도는 느려지고 광범위한 채택 가능성은 낮아질 것입니다. 이러한 인력 부족은 신소재 개발에 소요되는 비용과 시간을 증가시킬 뿐만 아니라, 복합재료가 혁신적 역할을 할 수 있는 중요한 기술 발전의 진전을 지연시킬 위험도 있습니다.
COVID-19는 주로 공급망의 혼란과 항공우주, 자동차 등 주요 부문의 수요 감소로 인해 고온 복합재료 산업에 큰 영향을 미쳤습니다. 가동 중단 및 제한으로 인해 제조 활동이 중단되어 생산 및 프로젝트 일정이 지연되었습니다. 고온 복합재료의 주요 수요처인 항공우주 분야는 항공 여행이 급감하고 신규 항공기 및 유지보수 필요성이 감소함에 따라 경기 침체에 직면했습니다. 그러나 팬데믹은 또한 탄력적이고 가벼운 소재의 중요성을 부각시켰으며, 산업이 회복하고 새로운 도전에 적응하는 과정에서 미래의 혁신과 응용을 촉진할 수 있습니다.
예측 기간 동안 금속 매트릭스 복합재료 부문이 가장 큰 비중을 차지할 것으로 예상됩니다.
금속 매트릭스 복합재료 부문은 가혹한 조건에서 강화된 성능 특성을 제공함으로써 예측 기간 동안 가장 큰 성장세를 보일 것으로 예상되며, MMC는 알루미늄이나 티타늄과 같은 금속 매트릭스와 탄화규소나 알루미나와 같은 세라믹 강화재를 결합하여 강도, 열 안정성, 내마모성이 우수한 재료를 만듭니다. 열 안정성, 내마모성이 우수한 소재를 생산합니다. 이러한 복합재료는 기존 금속 및 합금에 비해 고온에 견딜 수 있도록 설계되어 열 스트레스가 높은 항공우주, 자동차 및 산업 분야에 적합합니다.
배기 부품 부문은 예측 기간 동안 가장 높은 CAGR을 기록할 것으로 예상됩니다.
배기 부품 분야는 예측 기간 동안 가장 높은 CAGR을 보일 것으로 예상됩니다. 이러한 복합재료는 배기 시스템의 극한 온도와 가혹한 조건을 견딜 수 있도록 설계되어 기존 재료에 비해 열 응력 및 부식에 대한 내성이 우수합니다. 첨단 복합재료를 통합함으로써 제조업체는 배기 부품의 전반적인 효율성과 수명을 향상시켜 자동차 배기가스 배출량을 줄이고 연비를 개선하는 데 기여할 수 있습니다. 고온 복합재료 통합은 또한 더 가볍고 컴팩트한 배기 시스템 개발을 지원하여 차량 성능을 더욱 최적화하고 환경 지속가능성에 기여할 수 있습니다.
예측 기간 동안 북미가 시장에서 가장 큰 점유율을 차지했습니다. 산업이 성장하고 도시가 확장됨에 따라 극한의 온도와 가혹한 조건을 견딜 수 있는 재료에 대한 수요가 증가하고 있습니다. 내열성, 경량성, 내구성이 뛰어난 고온 복합재료는 항공우주, 자동차, 에너지 등의 분야에서 중요해지고 있습니다. 산업 활동의 급격한 증가와 급속한 도시화는 이러한 첨단 소재에 대한 혁신과 투자를 촉진하고 있습니다. 북미의 탄탄한 산업 인프라와 기술 전문 지식은 연구개발을 촉진하고 복합재료 기술의 혁신을 가져오고 있습니다.
유럽 지역은 예측 기간 동안 유리한 성장세를 보일 것으로 예상됩니다. 유럽에서는 정부 규제가 엄격한 기준을 설정하고 연구개발을 촉진함으로써 고온 복합재료 분야의 발전에 중요한 역할을 하고 있습니다. 유럽 정부는 이러한 표준을 시행함으로써 기업들이 극한 조건에서 복합재료의 내구성과 효율성을 향상시키는 첨단 기술을 혁신하고 채택하도록 장려하고 있습니다. 또한, 규제 프레임워크에는 종종 자금 지원 기회, 세제 혜택, 학계와 산업계의 공동 프로젝트에 대한 지원도 포함되어 있습니다. 이러한 지원 환경은 기술 발전을 촉진할 뿐만 아니라 유럽의 고성능 소재 리더로서의 입지를 강화합니다.
According to Stratistics MRC, the Global High-Temperature Composite Materials Market is accounted for $8.12 billion in 2024 and is expected to reach $14.62 billion by 2030 growing at a CAGR of 10.3% during the forecast period. High-temperature composite materials are engineered to withstand extreme thermal environments while maintaining their structural integrity. These materials are typically composed of a fiber-reinforced matrix, where the fibers provide strength and the matrix offers resistance to thermal degradation. The fibers can be made from materials like carbon, ceramics, or glass, while the matrix is often a ceramic or polymer that is specially formulated to resist high temperatures. The automotive sector leverages these composites in brake systems and turbocharger components to withstand intense heat while reducing weight for improved fuel efficiency.
According to U.S. Energy Information Administration, there are 130 operable petroleum refineries in the United States. According to IBEF facts, In January 2022, the total production of passenger vehicles, three-wheelers, two-wheelers and quadricycles reached 1,860,809 units in India.
Introduction of safety norms in public transport
The introduction of safety norms in public transport is driving advancements in high-temperature composite materials. As transportation systems evolve, the demand for safer, more efficient vehicles increases. These new safety regulations require materials that can withstand extreme conditions, including high temperatures, while maintaining structural integrity. High-temperature composite materials, known for their durability, lightweight properties, and resistance to thermal degradation, are ideal for these applications. These materials not only improve the overall safety and reliability of transportation but also contribute to energy efficiency by reducing the weight of vehicles, which in turn lowers fuel consumption.
High processing and manufacturing costs
High processing and manufacturing costs significantly hinder the development and widespread adoption of high-temperature composite materials. These materials, known for their exceptional strength and resistance to extreme environments, are critical in industries such as aerospace, automotive, and energy. However, their production involves complex and energy-intensive processes, including the use of expensive raw materials like ceramics and carbon fibers, as well as advanced fabrication techniques like autoclave curing and vacuum-assisted resin transfer molding. The precision required in manufacturing to ensure consistent quality and performance further drives up costs.
Introduction of low cost production technologies
The introduction of low-cost production technologies is significantly enhancing the development and application of high-temperature composite materials. Traditionally, these materials have been expensive to produce due to the complex processes and specialized equipment required to ensure their thermal stability and mechanical strength at elevated temperatures. However, advancements in manufacturing techniques, such as automated fiber placement, 3D printing, and more efficient curing processes, have reduced production costs. These technologies allow for precise control over material properties, enabling the creation of composites that can withstand extreme temperatures while maintaining their structural integrity.
Lack of skilled workforce
The lack of a skilled workforce is significantly hindering the development and deployment of high-temperature composite materials. These materials require specialized knowledge in materials science, engineering, and manufacturing processes that few professionals possess. The complexity of working with high-temperature composites, such as ceramic matrix composites (CMCs), demands expertise in design, simulation, and production techniques, including precision in layering and curing. As the industry faces a shortage of qualified engineers and technicians, the pace of innovation slows, and the potential for broader adoption diminishes. This talent gap not only increases the costs and time associated with developing new materials but also risks stalling progress in critical technological advancements where these composites could play a transformative role.
The COVID-19 pandemic significantly impacted the high-temperature composite materials industry, primarily due to disruptions in supply chains and a decline in demand from key sectors like aerospace and automotive. Lockdowns and restrictions halted manufacturing activities, leading to delays in production and project timelines. The aerospace sector, a major consumer of high-temperature composites, faced a downturn as air travel plummeted, reducing the need for new aircraft and maintenance. However, the pandemic also highlighted the importance of resilient and lightweight materials, potentially driving future innovations and applications as industries recover and adapt to new challenges.
The Metal Matrix Composite Materials segment is expected to be the largest during the forecast period
Metal Matrix Composite Materials segment is expected to be the largest during the forecast period by offering enhanced performance characteristics for extreme conditions. MMCs combine metal matrices, like aluminum or titanium, with ceramic reinforcements, such as silicon carbide or alumina, to create materials that exhibit superior strength, thermal stability, and resistance to wear. These composites are engineered to withstand higher temperatures compared to traditional metals and alloys, making them ideal for applications in aerospace, automotive, and industrial sectors where high thermal stress is prevalent.
The Exhaust Parts segment is expected to have the highest CAGR during the forecast period
Exhaust Parts segment is expected to have the highest CAGR during the forecast period. These composites are engineered to withstand extreme temperatures and harsh conditions within the exhaust system, offering superior resistance to thermal stress and corrosion compared to traditional materials. By incorporating advanced composites, manufacturers can enhance the overall efficiency and lifespan of exhaust components, contributing to reduced vehicle emissions and improved fuel efficiency. The integration of high-temperature composites also supports the development of lighter and more compact exhaust systems, which further optimizes vehicle performance and contributes to environmental sustainability.
North America region commanded the largest share of the market over the forecast period. As industries grow and urban areas expand, there is a heightened demand for materials capable of withstanding extreme temperatures and harsh conditions. High-temperature composite materials, which offer superior heat resistance, lightweight properties, and durability, are becoming crucial in sectors such as aerospace, automotive, and energy. The surge in industrial activities, coupled with rapid urbanization, drives innovation and investment in these advanced materials. North America's robust industrial infrastructure and technological expertise foster research and development, leading to breakthroughs in composite material technologies.
Europe region is estimated to witness lucrative growth during the extrapolated period. In Europe, government regulations are playing a crucial role in advancing the high-temperature composite materials sector by setting stringent standards and promoting research and development. By enforcing these standards, European governments are encouraging companies to innovate and adopt advanced technologies that enhance the durability and efficiency of composite materials under extreme conditions. Additionally, regulatory frameworks often include funding opportunities, tax incentives, and support for collaborative projects between academia and industry. This supportive environment not only drives technological advancements but also strengthens Europe's position as a leader in high-performance materials.
Key players in the market
Some of the key players in High-Temperature Composite Materials market include 3M Company, Hexcel Corporation, Hitco Carbon Composites, Inc, Honeywell International Inc, Huntsman Corporation, Kaneka Corporation, Lockheed Martin Corporation, Materion Corporation, Mitsubishi Chemical Corporation and Toray Industries, Inc.
In August 2024, Huntsman has developed a new range of innovative, high-performing thermoplastic polyurethane (TPU) materials for the footwear industry that offer game-changing possibilities for soling applications. The new AVALON(R) GECKO TPU portfolio offers a series of products that have exceptional grip and durability and have been developed with circularity in mind.
In March 2024, Hexcel Corporation has launched a new HexTow continuous carbon fiber, IM9 24K, providing the market with a lightweight, strong and durable composite material option. The HexTow carbon fiber is a 24K-filament intermediate modulus (IM) fiber with an average tow tensile strength of more than 6,300 megapascals (MPa), a modulus of 298 gigapascals (GPa) and strain of 1.9%.