中國粉體網(wǎng)訊  隨著第四屆新型陶瓷技術(shù)與產(chǎn)業(yè)高峰論壇的到來，陶瓷會議巡回邀請小組在走訪企業(yè)過程中，了解到有不少企業(yè)提到這么一個行業(yè)熱點：隨著2021年7月份重型柴油車實行“國6a”標準，這將標志著我國全面步入“國六”時代，相比“國五”標準，單車排放限值方面“國六”標準大幅趨嚴，汽車尾氣后處理系統(tǒng)全面升級，以堇青石多孔陶瓷為代表的蜂窩陶瓷等相關(guān)材料市場迎來增長機會。

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國六標準要求汽車尾氣處理系統(tǒng)升級，所需蜂窩陶瓷載體種類增加、技術(shù)要求提升，為滿足國六標準的排放要求，汽油車需新增GPF系統(tǒng)；柴油車需升級SCR系統(tǒng)、新增ASC系統(tǒng)，重柴車還需新增DOC、DPF載體用量將大幅提升。預計2024年僅我國道路車輛和非道路車輛蜂窩陶瓷市場規(guī)模將達到196.24億元，較之“國五”時期約100億市場近乎翻倍。

蜂窩陶瓷簡述

蜂窩陶瓷是以蜂窩孔狀為主要結(jié)構(gòu)的工業(yè)用陶瓷，其內(nèi)部為許多貫通的蜂窩形狀平行孔道。蜂窩陶瓷按材質(zhì)可分為堇青石、莫來石、鈦酸鋁、碳化硅、氧化鋯、氧化鋁及其復合材質(zhì)等。根據(jù)不同的使用條件，選取不同性能的原料。按孔形狀分，蜂窩陶瓷可分為正方形、正六邊形、圓形、三角形等，其孔的形狀對蜂窩陶瓷的比表面積、開孔率都有影響。蜂窩陶瓷是具有吸附能力強、氣孔結(jié)構(gòu)優(yōu)、熱穩(wěn)定性好、密度低、耐磨性好等特點的環(huán)保材料，可廣泛應用于尾氣催化載體、尾氣微粒過濾器等汽車尾氣凈化領(lǐng)域。隨著技術(shù)的發(fā)展以及工藝的進步，蜂窩陶瓷的性能也不斷地提升，其應用范圍還在不斷地拓寬，除用于尾氣凈化外，還可用作建材消聲、水質(zhì)凈化、工業(yè)隔熱等眾多領(lǐng)域。

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尾氣處理用蜂窩陶瓷技術(shù)要求

汽車用蜂窩陶瓷載體的使用環(huán)境特別惡劣，同時其又是后排放處理系統(tǒng)中的一個零部件，因此，對其系統(tǒng)的協(xié)調(diào)適應性也要求非常高，蜂窩陶瓷必須具備以下性能：

1、比表面積大

保證廢氣與催化觸媒的充分接觸。

2、吸水性穩(wěn)定

確保催化觸媒牢固均勻地涂附在載體的表面，同時又不因涂附過厚帶來浪費。

3、暖機性好

要求發(fā)動機在啟動后，載體的溫度能在最短的時間內(nèi)達到催化觸媒的活性溫度。

4、高耐熱沖擊性

要求載體在發(fā)動機反復啟動、燎火的熱沖擊下不被破壞。

5、排氣阻力低

要求載體對發(fā)動機的排氣阻力很小，不影響發(fā)動機的性能。

6、機械強度高

由于載體的工作環(huán)境是在顛簸的汽車上，因此要求載體具備較高的強度而不被外力破壞。

7、良好的組裝性

載體是排氣總成的一個零件，只有良好的外表以及精確的尺寸才能確保組裝的完美。

蜂窩陶瓷種類

汽車尾氣處理用的蜂窩陶瓷材質(zhì)較多，有氧化鋁、碳化硅、堇青石等。其中堇青石蜂窩載體具有氣體阻力小，氣氛流暢均勻，機械強度高，熱穩(wěn)定性好，比表面積大且催化活性涂層薄等優(yōu)點，加上堇青石價格便宜、原材料易得，應用也最為廣泛，在國外95%的新車均采用堇青石蜂窩陶瓷載體。

SiC具有強度高、耐高溫、耐腐蝕、熱導率高等優(yōu)點，也是用作汽車尾氣凈化用蜂窩陶瓷體的優(yōu)選材料之一，目前跨國公司特別是日本公司申請了大量相關(guān)專利，內(nèi)容涉及高氣孔率、孔徑分布可控蜂窩陶瓷體制備、蜂窩體粘合、密封材料、蜂窩體電極結(jié)構(gòu)設(shè)計及產(chǎn)品制備、催化劑膜層制備等技術(shù)關(guān)鍵點。

主要生產(chǎn)廠家

多孔蜂窩陶瓷主要生產(chǎn)廠商包括美國康寧公司（簡稱“康寧”）、日本NGK公司（簡稱“NGK”）、日本Denso公司（簡稱“Denso”）、德國Argillon公司、德國KWH公司、日本CCIC公司、美國AshlandCastingSolutions等企業(yè)，其中康寧、NGK和Denso的多孔蜂窩陶瓷產(chǎn)品占據(jù)了世界市場90%以上份額。

國產(chǎn)廠商長期缺席一方面因在原料、專利等方面遭遇外資廠商的制約，另一方面因起步較晚，工藝差距較明顯。但國六標準的實施給予了國內(nèi)蜂窩陶瓷廠商“彎道超車”機會，其技術(shù)研發(fā)及市場滲透水平正迅速提高。目前國內(nèi)主要生產(chǎn)企業(yè)有國瓷材料、奧福環(huán)保、宜興非金屬等，主要研究機構(gòu)為中國科學院上海硅酸鹽研究所、中國科學院生態(tài)環(huán)境研究中心、山東工業(yè)陶瓷研究設(shè)計院、咸陽陶瓷研究設(shè)計院、中國科技大學、武漢理工大學、景德鎮(zhèn)陶瓷大學等研究機構(gòu)。

發(fā)展趨勢

1、超低熱膨脹系數(shù)、薄壁化和高孔密度將成發(fā)展方向

衡量蜂窩陶瓷性能三大技術(shù)指標包括熱膨脹系數(shù)、壁厚和孔密度。2018年12月，工信部發(fā)布《重點新材料首批次應用示范指導目錄（2018年版）》，指導目錄明確提出高性能蜂窩陶瓷載體的三類要求：熱膨脹系數(shù)應≤0.60×10-6/℃；TWC載體壁厚≤4mil，SCR/DOC載體壁厚≤6mil；載體目數(shù)應在300至750之間，這三類要求成為行業(yè)發(fā)展方向重要的技術(shù)參照。

2、國產(chǎn)蜂窩陶瓷高端市場滲透率將有所提升

國產(chǎn)蜂窩陶瓷在中低端工業(yè)廢氣凈化節(jié)能領(lǐng)域已經(jīng)基本實現(xiàn)90%以上國產(chǎn)化滲透率。預計未來五年，中國蜂窩陶瓷生產(chǎn)企業(yè)不斷突破高端市場技術(shù)壁壘，有望增加高端市場產(chǎn)品滲透率。長期以來，汽車尾氣凈化處理核心技術(shù)及產(chǎn)品市場長期被國外巨頭壟斷，美國康寧和日本NGK均享受到汽車產(chǎn)業(yè)高速發(fā)展紅利期。隨著中國國六標準升級驅(qū)動，中國國產(chǎn)蜂窩陶瓷將迎來發(fā)展窗口期。

蜂窩陶瓷除用于汽車尾氣處理系統(tǒng)外，還可用于精密過濾與分離、消音及隔熱、氣體分離凈化及脫水等領(lǐng)域。應用范圍也已由傳統(tǒng)的冶金、化工和建材等方面拓展到生物化學、電子工程、食品飲料工業(yè)、航空航天等許多方面，具有廣闊的市場應用前景。隨著新工藝以及新材料的優(yōu)化以及提升，蜂窩陶瓷的應用領(lǐng)域會進一步的拓寬，極大地凸顯其經(jīng)濟價值和社會效益。

參考來源：

[1]夏建國等.多孔陶瓷在汽車尾氣處理中的研究進展

[2]劉洋.多孔陶瓷在汽車尾氣處理領(lǐng)域的應用及市場展望

[3]蜂窩陶瓷行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢，蜂窩陶瓷高端市場滲透率將有所提升.華經(jīng)情報網(wǎng)

（中國粉體網(wǎng)編輯整理/山川）

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