中国粉体网讯 随着第四届新型陶瓷技术与产业高峰论坛的到来，陶瓷会议巡回邀请小组在走访企业过程中，了解到有不少企业提到这么一个行业热点：随着2021年7月份重型柴油车实行“国6a”标准，这将标志着我国全面步入“国六”时代，相比“国五”标准，单车排放限值方面“国六”标准大幅趋严，汽车尾气后处理系统全面升级，以堇青石多孔陶瓷为代表的蜂窝陶瓷等相关材料市场迎来增长机会。
（图片来源于网络）
国六标准要求汽车尾气处理系统升级，所需蜂窝陶瓷载体种类增加、技术要求提升，为满足国六标准的排放要求，汽油车需新增GPF系统；柴油车需升级SCR系统、新增ASC系统，重柴车还需新增DOC、DPF载体用量将大幅提升。预计2024年仅我国道路车辆和非道路车辆蜂窝陶瓷市场规模将达到196.24亿元，较之“国五”时期约100亿市场近乎翻倍。
蜂窝陶瓷简述
蜂窝陶瓷是以蜂窝孔状为主要结构的工业用陶瓷，其内部为许多贯通的蜂窝形状平行孔道。蜂窝陶瓷按材质可分为堇青石、莫来石、钛酸铝、碳化硅、氧化锆、氧化铝及其复合材质等。根据不同的使用条件，选取不同性能的原料。按孔形状分，蜂窝陶瓷可分为正方形、正六边形、圆形、三角形等，其孔的形状对蜂窝陶瓷的比表面积、开孔率都有影响。蜂窝陶瓷是具有吸附能力强、气孔结构优、热稳定性好、密度低、耐磨性好等特点的环保材料，可广泛应用于尾气催化载体、尾气微粒过滤器等汽车尾气净化领域。随着技术的发展以及工艺的进步，蜂窝陶瓷的性能也不断地提升，其应用范围还在不断地拓宽，除用于尾气净化外，还可用作建材消声、水质净化、工业隔热等众多领域。
（图片来源于网络）
尾气处理用蜂窝陶瓷技术要求
汽车用蜂窝陶瓷载体的使用环境特别恶劣，同时其又是后排放处理系统中的一个零部件，因此，对其系统的协调适应性也要求非常高，蜂窝陶瓷必须具备以下性能：
1、比表面积大
保证废气与催化触媒的充分接触。
2、吸水性稳定
确保催化触媒牢固均匀地涂附在载体的表面，同时又不因涂附过厚带来浪费。
3、暖机性好
要求发动机在启动后，载体的温度能在最短的时间内达到催化触媒的活性温度。
4、高耐热冲击性
要求载体在发动机反复启动、燎火的热冲击下不被破坏。
5、排气阻力低
要求载体对发动机的排气阻力很小，不影响发动机的性能。
6、机械强度高
由于载体的工作环境是在颠簸的汽车上，因此要求载体具备较高的强度而不被外力破坏。
7、良好的组装性
载体是排气总成的一个零件，只有良好的外表以及精确的尺寸才能确保组装的完美。
蜂窝陶瓷种类
汽车尾气处理用的蜂窝陶瓷材质较多，有氧化铝、碳化硅、堇青石等。其中堇青石蜂窝载体具有气体阻力小，气氛流畅均匀，机械强度高，热稳定性好，比表面积大且催化活性涂层薄等优点，加上堇青石价格便宜、原材料易得，应用也最为广泛，在国外95%的新车均采用堇青石蜂窝陶瓷载体。
SiC具有强度高、耐高温、耐腐蚀、热导率高等优点，也是用作汽车尾气净化用蜂窝陶瓷体的优选材料之一，目前跨国公司特别是日本公司申请了大量相关专利，内容涉及高气孔率、孔径分布可控蜂窝陶瓷体制备、蜂窝体粘合、密封材料、蜂窝体电极结构设计及产品制备、催化剂膜层制备等技术关键点。
主要生产厂家
多孔蜂窝陶瓷主要生产厂商包括美国康宁公司（简称“康宁”）、日本NGK公司（简称“NGK”）、日本Denso公司（简称“Denso”）、德国Argillon公司、德国KWH公司、日本CCIC公司、美国AshlandCastingSolutions等企业，其中康宁、NGK和Denso的多孔蜂窝陶瓷产品占据了世界市场90%以上份额。
国产厂商长期缺席一方面因在原料、专利等方面遭遇外资厂商的制约，另一方面因起步较晚，工艺差距较明显。但国六标准的实施给予了国内蜂窝陶瓷厂商“弯道超车”机会，其技术研发及市场渗透水平正迅速提高。目前国内主要生产企业有国瓷材料、奥福环保、宜兴非金属等，主要研究机构为中国科学院上海硅酸盐研究所、中国科学院生态环境研究中心、山东工业陶瓷研究设计院、咸阳陶瓷研究设计院、中国科技大学、武汉理工大学、景德镇陶瓷大学等研究机构。
发展趋势
1、超低热膨胀系数、薄壁化和高孔密度将成发展方向
衡量蜂窝陶瓷性能三大技术指标包括热膨胀系数、壁厚和孔密度。2018年12月，工信部发布《重点新材料首批次应用示范指导目录（2018年版）》，指导目录明确提出高性能蜂窝陶瓷载体的三类要求：热膨胀系数应≤0.60×10-6/℃；TWC载体壁厚≤4mil，SCR/DOC载体壁厚≤6mil；载体目数应在300至750之间，这三类要求成为行业发展方向重要的技术参照。
2、国产蜂窝陶瓷高端市场渗透率将有所提升
国产蜂窝陶瓷在中低端工业废气净化节能领域已经基本实现90%以上国产化渗透率。预计未来五年，中国蜂窝陶瓷生产企业不断突破高端市场技术壁垒，有望增加高端市场产品渗透率。长期以来，汽车尾气净化处理核心技术及产品市场长期被国外巨头垄断，美国康宁和日本NGK均享受到汽车产业高速发展红利期。随着中国国六标准升级驱动，中国国产蜂窝陶瓷将迎来发展窗口期。
蜂窝陶瓷除用于汽车尾气处理系统外，还可用于精密过滤与分离、消音及隔热、气体分离净化及脱水等领域。应用范围也已由传统的冶金、化工和建材等方面拓展到生物化学、电子工程、食品饮料工业、航空航天等许多方面，具有广阔的市场应用前景。随着新工艺以及新材料的优化以及提升，蜂窝陶瓷的应用领域会进一步的拓宽，极大地凸显其经济价值和社会效益。
参考来源：
[1]夏建国等.多孔陶瓷在汽车尾气处理中的研究进展
[2]刘洋.多孔陶瓷在汽车尾气处理领域的应用及市场展望
[3]蜂窝陶瓷行业发展现状及趋势，蜂窝陶瓷高端市场渗透率将有所提升.华经情报网
（中国粉体网编辑整理/山川）
注：图片非商业用途，存在侵权告知删除
