中国粉体网讯 高岭土是以高岭石族粘土矿物为主的粘土或粘土岩，主要成分为氧化铝和氧化硅，含少量的氧化铁、氧化钛等杂质。目前主要应用于陶瓷、造纸、橡塑、搪瓷、涂料等领域，其中陶瓷是高岭土最大应用市场。
陶瓷用高岭土总体情况
陶瓷产品的三大基础原料为塑性原料、瘠性原料和熔剂原料，其中塑性原料主要是黏土类矿物原料，以高岭土为主。
来源：龙高股份
高岭土在陶瓷中的作用是引入Al2O3，可以提高其化学稳定性和烧结强度，在烧成中高岭土分解生成的莫来石是形成坯体强度的主要框架，可防止制品的变形，使烧成温度变宽，还能使坯体具有一定的白度。同时，高岭土具有一定的可塑性、粘结性、悬浮性和结合能力，可使瓷泥瓷釉的成形性得到改善，更利于车坯、注浆、陶瓷成形等加工过程。
陶瓷领域的应用一般需要高岭土的粒度越细越好，使瓷泥具有良好的可塑性和干燥强度。此外，高岭土中高岭石结晶程度的差异也会影响瓷坯的工艺性能，结晶程度好，则可塑性、结合能力就低，干燥收缩小，烧结温度高，杂质含量少，反之，则其可塑性就高，干燥收缩大，烧结温度较低，相应杂质含量也偏高。
近几年来，全球陶瓷市场的总产量稳步上升，陶瓷市场需求呈现艺术化、多元化、个性化和配套化的特点。为应对国内外市场需求的变化，我国陶瓷行业产业结构正在调整，这将扩大对高岭土需求量的同时也将推动我国高岭土产品往中高品位发展。
陶瓷行业新宠——蜂窝陶瓷
蜂窝陶瓷是一种多孔性的工业用陶瓷，其内部构造是许多贯通的平行通道，这些蜂窝体单元由不同形状的格子状的薄的间壁分割而成。与一般的实心块状陶瓷相比，蜂窝陶瓷具有比表面积大、质轻、热膨胀系数低、比热容大、导热性能好、抗热震性好等优异特性。
蜂窝陶瓷自问世以来，发展趋向多样化，主要材质有堇青石、钛酸铝、碳化硅、氧化锆、氮化硅、刚玉、莫来石、石英等，也可以是其中两种或多种复合而成。目前蜂窝陶瓷按照应用领域可分为蓄热体、催化剂载体、过滤材料等。
来源：国瓷材料
2021年7月，堪称全球最严排放标准的国六标准正式实施，距离国六实施半年后，我国又印发《“十四五”节能减排综合工作方案》，提出要全面实施汽车国六排放标准和非道路移动柴油机械国四排放标准，基本淘汰国三及以下排放标准汽车。全面实施汽车国六排放标准进一步带来蜂窝陶瓷的需求量。根据奥福环保招股说明书测算，2025年蜂窝陶瓷载体全球市场规模将超过280亿元。对于我国而言，2025年国内商用车蜂窝陶瓷载体和乘用车蜂窝陶瓷载体的市场规模预计分别为1.18亿升和1.42亿升，合计对应近100亿元市场空间。国产蜂窝陶瓷高端市场渗透率将不断提升。
此外，工信部发布《重点新材料首批次应用示范指导目录（2018年版）》对高性能蜂窝陶瓷载体提出明确要求。综合来说，为了满足更高的排放标准，蜂窝陶瓷载体需要提高尾气的处理效率，其主要的发展趋势是：高孔密度、薄壁化、低热膨胀系数，另外，DPF、GPF还需满足高孔隙率、窄孔径分布和低热膨胀系数的要求。这就要求作为主流催化剂载体的堇青石蜂窝陶瓷具有更好的抗热震性能，其热膨胀系数必须达到足够低的水平。
高岭土：助力蜂窝陶瓷抢占高端市场
蜂窝陶瓷上游原材料主要包括高岭土、沸石、滑石、铝土、添加剂等，合计占蜂窝陶瓷生产成本约48%，成本占比较大。在制备国六标准的蜂窝陶瓷时，高岭土的质量和性能参数对于蜂窝陶瓷的最终性能有很大影响。
众所周知，高岭土是片状结晶，因此不论从其化学成分还是晶体结构上看，高岭土都应作为合成堇青石的主要原料。高纯的片状原料有助于降低蜂窝陶瓷的热膨胀系数；堇青石单晶的热膨胀系数为各向异性，a、b轴为正膨胀，c轴呈现为负膨胀。堇青石蜂窝陶瓷载体多采用挤出成型，采用片状原材料在挤出成型通过模具时，泥料颗粒间受相互剪切作用，使片状原料沿着蜂窝格子壁面上定向排列，堇青石的结晶在烧成时以定向排列的原料为基准生成，从而降低其热胀系数。
此外，适度的SiO2含量，使得蜂窝陶瓷有较高的热稳定性，较高的Al2O3含量有助于提高陶瓷的抗压强度和耐磨性。CaO含量应低，减少烧结过程中的膨胀和收缩问题。超低的K2O和Na2O含量解决了蜂窝陶瓷烧结过程中的膨胀和熔融问题。
小结
高岭土原材料是蜂窝陶瓷工艺过程能够顺利进行的重要因素，更是蜂窝陶瓷发挥优异性能的重要保证。目前车载蜂窝陶瓷所用的高岭土，大多为进口高岭土，国内需加强研究，进一步提高国产化替代。
参考资料：
冯胜雷等.超低热膨胀系数堇青石蜂窝陶瓷的原材料特性
龙岩高岭土股份有限公司招股说明书
李合等.高岭土在蜂窝陶瓷中的应用
郝立苗等.蜂窝陶瓷的研究现状及应用
非金属矿开发应用.上海磐石推出车载蜂窝陶瓷专用高岭土，助力关键材料国产化替代
东北证券.聚焦高岭土主业，龙高股份：内生外延拓发展，传统行业加速转型
（中国粉体网编辑整理/黑金）
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