镁合金性价比高，PEEK 性能优秀
思瀚产业研究院    2025-07-09

1、镁合金性价比较高，渗透率有望提升

常用轻量化材料可以分为铝、镁、工程塑料、碳纤维等种类。以新能源汽车为例，轻量化材料主要有高强度钢、铝合金、镁合金、碳纤维复合材料等。参考星源卓镁招股说明书，高强度钢发展最为成熟，但减重效果不明显；碳纤维复合材料轻量化效果最为明显，但成本较高，工艺复杂，仍处于导入期；镁、铝材料有望加速渗透。镁合金的密度是 1.74g/cm3，是铝的 2/3左右，不到钢的 1/4，使用镁合金作为汽车零部件材料具备明显的轻量化优势。其他材料方面，碳纤维、PEEK 等工程塑料也是潜力较大的轻量化材料，未来随着成本降低，渗透率有望进一步提升。

镁合金作为轻量化材料优势明显。镁合金作为轻量化材料有诸多优势，主要优点在于：1）密度较低但强度高，是目前商用较轻的金属结构材料；2）镁合金的韧性好、阻尼衰减能力强，可以有效减少振动和噪声；3）镁合金热容量低、凝固速度快，压铸性能好；4）具有优异的切削加工性能；5）资源丰富且易于回收再生。

镁合金性价比较高。近年来随着镁价格回落，已经出现价格低于铝价格，性价比凸显，随着镁合金压铸工艺的提升和加工安全性的提升，我们认为镁合金在轻量化领域的渗透率有望持续提升。

汽车轻量化领域镁合金渗透率逐步提升。参考孔昌昌等《轻合金在汽车轻量化中的应用现状及展望》，在我国，镁合金主要应用在航天军工领域以及轨道交通领域，在汽车领域的应用尚处于起步阶段，国内单车应用平均 3～5kg。根据《节能与新能源汽车技术路线图》对我国汽车领域镁合金市场空间的预测，2030 年我国单车整车镁合金用量将达 45kg。

随着国内镁矿储量的不断增加以及炼镁技术的提升、硅铁价格的下降，镁合金原材料价格逐步走低。同时，随着多年来高校及科研机构对镁合金应用研究的深入和技术的积累，镁合金渗透率有望逐步提升。

整车厂方面，各大主机厂也在加快镁合金产品的研究和应用，像吉利、比亚迪、奇瑞、问界等头部主机厂已经开始进行镁合金部件生产线的规划及设备投入，甚至已经开始量产某些车型上的中大型部件并应用，比如问界 M7 后排座框、小米 SU7 动力总成壳体等。

在工业机器人方面，埃斯顿推出了镁合金机器人 ER4-550-MI。通过整机展示、镁合金部件与传统铝合金部件的直观对比，凸显了镁合金在机器人轻量化方面的显著优势。机器人高速性能提升 5%，功耗降低 10%，同时降低运输、安装成本。这款机器人适用于 3C、新能源、食品及半导体等多个行业，展现了镁合金在机器人应用的广阔前景。在优势方面：

轻：采用镁合金材质精制而成，相较于铝合金，同类型部件减轻约 33%，整机重量减轻 11%。

快：材料轻量化与先进控制算法的双重优化，节拍速度提高 5%，响应速度更迅捷，处理能力更高效。

稳：优异的热传导性能，关节件使用寿命更长；强大的减震能力使机器人在高速运行状态下保持更高的操作精度；出色的电磁屏蔽能力，有效抵抗外部干扰。

省：相比传统材料，整机运行能量损耗降低 10%；高效的配置优化与设计，提高机器人性能与生产作业效率。

2、PEEK 等工程塑料性能优异，有望在机器人核心部件上应用

聚醚醚酮（poly-ether-ether-ketone，简称 PEEK），属于聚芳醚酮（PAEK）大类，是一种由亚苯基环通过醚键和羰基连接而成的结晶型芳香族热塑性聚合物，是性能较好的热塑性材料之一，主要性能优于金属和其他塑料材料。

与主要工程塑料、特种工程塑料相比，PEEK 性能全面，在刚性方面优于绝大多数特种工程塑料的同时，也兼具韧性，展现了全面的机械性能，此外在耐热、耐磨、耐腐蚀等方面均表现优异。

“以塑代钢”轻量化，PEEK 材料应用领域有望提升。PEEK 作为一种高分子新材料,其主要用于替代金属材料,在“以塑代钢”轻量化”的大背景下，PEEK 以其优异的性能有望在中高端领域逐步替换金属材料。PEEK 比强度大，在满足强度要求的前提下，可以大幅度减小材料本身的自重，成为实现“轻量化”的解决方案。此外 PEEK 在绝缘性、耐化学性方面均优于普通金属。

PEEK 材料市场目前主要由海外企业占据，国内企业逐步突破。参考思瀚产业研究院，由于较高的技术壁垒，虽然 PEEK 材料早在上世纪 80 年代就被发明和不断开发，但长期以来真正掌握PEEK 树脂大规模工业稳产技术的企业少之又少，全球聚醚醚酮市场高度垄断，英国威格斯公司、比利时索尔维公司和德国赢创公司等三家公司几乎占据了全球绝大部分的 PEEK 市场份额，其中又以英国威格斯公司发展最为悠久，产销量最大，与其他竞争对手相比拉开了显著的差距。

中研股份自 2006年成立以来，通过独立自主研发，在 2014 年成功实现了聚醚醚酮的产业化生产，是目前除英国威格斯公司外全球第二家能够使用 5000L反应釜进行 PEEK聚合生产的企业。2023 年，我国聚醚醚酮年产能超过 6900 吨，其中盘锦伟英兴的市场份额最大，均超过 20%;其次是吉大赢创、中研股份、山东君昊和沃特股份。

PEEK 材料市场目前主要由海外企业占据，国内企业逐步突破。国产 PEEK 价格 400-500 元/公斤（进口 800-1000 元/公斤）,价格相对较高，国产化率小于 15%，未来随着国产化率的提高和原材料成本的降低，应用领域有望提升。上游原材料方面，以中研股份为例，氟酮是公司进行PEEK 树脂合成的核心原料，占中研股份 PEEK 粗粉生产成本的 50%左右（2023 年），目前国内氟酮供应商相对较少，新瀚新材等企业逐步实现上游原材料替代。

PEEK 可以应用于人形机器人肢体骨骼及关节传动等部件。PEEK 出色的耐磨性和自润滑性，超低摩擦系数、低热膨胀系数，用于关节齿轮和轴承，可减少部件磨损、降低能耗和噪音，同时强度高、尺寸稳定性好，且比金属材料更轻，可以提升人形机器人关节的扭矩/重量比，让机器人运动更高效精准，延长使用寿命。

碳纤维复合 PEEK 材料强度较好。碳纤维以短碳纤维(SCF)、长碳纤维(LCF)和连续碳纤维(CCF)形式增强 PEEK 树脂基，经过碳纤维增强可以显著提升 PEEK 树脂的力学性能和摩擦性能，从而拓宽 PEEK 的应用领域。碳纤维增强后的 PEEK 复合材料在冲击强度、弯曲强度和模量方面得到了大幅度的提升，伸长率急剧降低，比强度达钢材的 43 倍，热变形温度可超过 300℃。

碳纤维的增强在一定程度上能抵御 PEEK 的热软化，形成强度非常高的转移膜有效地保护接触区域，所以碳纤维增强聚醚醚酮 PEEK 复合材料的磨损率明显比纯 PEEK 要低，可以有效延长设备的使用寿命。参考聚泰新材料公众号：

1）机械性能：碳纤维的增加，提升了 JUTAIPEEK®CF30（复合 30%碳纤维）的整体机械强度，对比 JUTAIPEEK®NA（纯 PEEK）提升 50%，展现出了优良的抗拉与抗弯性能，模量均不低于10GPa，确保结构在拉伸与弯曲时的高强度与稳定性。

2）热性能：以热变形温度为例，JUTAIPEEK®CF30 的热性能相较于 JUTAIPEEK®NA 提升了一倍多，热机械承载能力强，热形变温度超过 300℃，能在高温环境下保持优异的机械性能，并且能够在 240℃下长期使用。

3）导电性 :JUTAIPEEK®NA 呈现出优异的电气绝缘性，低的介电常数和介电损耗，JUTAIPEEK®CF30 添加了碳纤维，由于碳纤维具有导电性，因此提升了绝缘 PEEK 基体的电气性能。

PEEK 等工程塑料在人形机器人关节、外壳等有所应用，未来随着价格下降，应用领域有望进一步提升。PEEK、碳纤维复合 PEEK 等材料性能优良，具有高比强度和低密度等特性，在肢体骨骼与关节、机械臂、齿轮与链条、防护与外壳等环节有望应用。未来随着国内厂商崛起，价格有望逐步下降，应用领域有望扩展。

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