什么是蜂窝陶瓷填料 蜂窝陶瓷有什么作用
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发布时间：2022-05-03 04:34
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时间：2023-10-09 16:08
蜂窝陶瓷填料是一种多孔性的工业用陶瓷，其内部造型是许多贯通的蜂窝形状平行通道，这些蜂窝体单元由格子状的薄的间壁分割而成。与一般的块状陶瓷相比，蜂窝陶瓷填料具有比表面积大、压降低、阻力小、耐高温、化学稳定性好、热膨胀性低、隔热性好、重量轻、强度高等特点，因此特别适用于各种用途的催化剂载体。另外，由于流体可通过蜂窝陶瓷的间壁上的贯穿上下表面的空洞，所以可利用蜂窝陶瓷的间壁进行热交换和化学反应。目前，蜂窝陶瓷广泛应用于窑炉蓄热体、汽车尾气净化器、臭氧抑制催化剂载体、冶金工业的热交换和金属液的过滤、化学工业的化学反应载体及催化剂、采矿业的有毒气体和液体的净化处理、轻工业的喷涂以及建材工业的消声材料和窑炉的隔热材料。
蜂窝陶瓷可由多种材质制成。主要材质有: 堇青石、莫来石、钛酸铝、碳化硅、氧化锆、氮化硅及堇青石一莫来石、堇青石一钛酸铝等复合基质。自1973年，美国康宁公司用挤出法生产出第一件蜂窝陶瓷载体以来，目前全世界蜂窝陶瓷的年销售量超过100,000,000件以上，蜂窝陶瓷已成为世界上最重要的陶瓷产品之一。
蜂窝陶瓷无数相等的孔组成的各种形状，目前最大的孔数已达到了每平方厘米120～140，密度每立方厘米0.3～0.6克，吸水率最高达20%以上。由于多孔薄壁的特点，大大增加了载体的几何表面积和改善了抗热冲击性能，生产的产品，其网状孔以三角和四方为主，三角比四方承受力好得多，孔数也多些，这一点作为催化载体尤其重要。随着单位面积孔数的提高和载体孔壁厚度的减少，陶瓷载体的抗热冲击趋势是提高的，热冲击破坏的温度也是提高的。因此蜂窝陶瓷必须要降低膨胀系数和提高单位面积的孔数。热膨胀系数是主要性能指标，当前国外水平是α25-800℃≤1.0×10-6℃-1，与国内对比有一定差距，不过这差距越来越小。最早生产蜂窝陶瓷的原料主要是高岭土、滑石、铝粉、粘土等，而今天已突破了，尤其是硅藻土、沸石、膨胀土以及耐火材料的应用，蜂窝陶瓷应用日益广泛，性能越来越好。
蜂窝陶瓷除了陶瓷产品普遍具有的耐高温、耐腐蚀、机械强度高等基本性能外，还拥有两个最重要的性能，这也是蜂窝陶瓷立足的根本：
1、比表面积大。与传统球状、环状陶瓷产品相对，蜂窝陶瓷的比表面积要大得多。其它陶瓷产品只能通过增加花纹、打孔等工艺提高比表面积，而蜂窝陶瓷由于其自身特殊的形状轻而易举的实现了大比表面积。从而在充当催化反应载体和蓄热体时，大大提高传质传热效率。
2、阻力小。蜂窝陶瓷的气孔呈直线贯通状，大且规则，当气体或液体通过时，遇到的阻力非常小。从而在用作窑炉蓄热体时，提高空气流通速度，在较短时间积蓄和释放热量;用作反应塔填料时可以减少空气压缩机的电耗;用作汽车尾气净化器时，可以减少发动机功率的损失。
要充分发挥蜂窝陶瓷比表面积大的特点，最行之有效的方法就是提高蜂窝陶瓷单位面积的孔数。从而蜂窝陶瓷问世之初的100目/吋2到目前广泛应用的600目/吋2，日本HONDA公司已经开发出1200目/吋2的产品(其壁厚比人的头发还细)，但我国目前只能做到600目/吋2。目前，美国康宁公司和日本NGK公司、日本电装(Denso)公司三家企业的蜂窝陶瓷产品占据了世界市场90%以上的份额。
