蜂窩陶瓷研究報(bào)告

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1、蜂窩陶瓷研究報(bào)告一、蜂窩陶瓷簡(jiǎn)介蜂窩陶瓷是一種多孔性的工業(yè)用陶瓷，其內(nèi)部是許多貫通的蜂窩形狀的平行通道，這些蜂窩體單元由格了體的薄的間壁分割而成。其材質(zhì)目前主耍由堇青石(2MgO-2Al2O3-5SiO2)，鈦酸鋁(Al2TiO5),莫來(lái)石(3Al2O3.2SiO2)玉(A12O3)及復(fù)合型等，與一般陶瓷相比，具有低熱膨脹性、話熱沖擊、比表面積大、耐腐蝕等特性。二、研究背景保護(hù)環(huán)境是中國(guó)的一項(xiàng)基本國(guó)策，隨著中國(guó)工業(yè)化、城鎮(zhèn)化進(jìn)程的深入，中國(guó)環(huán)境污染問(wèn)題日益突出。汽車尾氣中的主要污染物為氮氧化物(

2、NOQ,碳?xì)浠衔?HC),—氧化碳(CO),二氧化硫(S02)及微粒物質(zhì)(鉛化物、碳煙等)。催化分解氮氧化物是治理NOx污染物的最冇效的措施，其關(guān)鍵技術(shù)是尋找活性高、穩(wěn)定性好、耐毒能力強(qiáng)的催化劑。蜂窩陶瓷作為催化劑的良好載體，可用于汽車尾氣凈化器。蜂窩陶瓷具有高的比表面積和良好的物理化學(xué)穩(wěn)定性，另外還具有低密度、高滲透率、良好的能量吸收性能以及耐高溫、耐腐蝕、化學(xué)穩(wěn)定性和尺寸穩(wěn)定性高、易于再生等優(yōu)點(diǎn)。三、國(guó)內(nèi)外研究進(jìn)展1975年美國(guó)康寧公司已能用擠出法批量生產(chǎn)薄壁堇青石質(zhì)蜂窩陶瓷，用其制成的蜂

3、窩陶瓷凈化器應(yīng)用到各種車型上。以后隨著凈化空氣的需求，蜂窩陶瓷載體迅速發(fā)展，產(chǎn)品很快從200孑L/ii?擴(kuò)到300孔/if,到1996年，HONDA公司就已經(jīng)生產(chǎn)出的600?L/in2產(chǎn)品?！醣镜K了株式會(huì)社(NGK公司)開(kāi)發(fā)出(孔/in2/mil)400/6,400/4,600/3,900/2,300/8的蜂窩陶瓷載體。美國(guó)和H本已研制出T600孔/i/、900JL/in2高孔密度、超薄壁型蜂窩陶瓷。從生產(chǎn)技術(shù)和設(shè)備來(lái)看，國(guó)外生產(chǎn)廠家已普遍采用了塑性擠出成型、連續(xù)化微波干燥、自動(dòng)切割、自動(dòng)檢測(cè)等

4、工藝設(shè)備，而且實(shí)現(xiàn)了堇青石與載體燒成一次完成的燒成工藝。國(guó)內(nèi)從1984年開(kāi)始用擠出法生產(chǎn)薄壁蜂窩陶瓷，已能自主生產(chǎn)400孔/i『,壁厚0.25mm的蜂窩陶瓷載休，熱膨脹系數(shù)(25-1000°C)為2.0x106/°C左右，抗熱震性能一般為500?550°C左右。從生產(chǎn)技術(shù)和設(shè)備來(lái)看，國(guó)內(nèi)生產(chǎn)廠家的工藝設(shè)備陳舊落后，再加上工藝水平的限制，致使產(chǎn)品性能與世界先進(jìn)水平相比仍有較大的差距。四、制備技術(shù)1、擠壓成型擠壓成型是通過(guò)模具將可塑性料加壓成型、微波干?燥并燒制成多孔陶瓷的方法。擠壓成型模具是擠壓成

5、型的核心技術(shù)。其制備工藝流程為：原料合成一混合練泥一陳腐一擠壓成型一干燥一燒成。該工藝的特點(diǎn)是靠設(shè)計(jì)好的多孔金屬模具來(lái)成孔。優(yōu)點(diǎn)在于可根據(jù)需要對(duì)孔形狀和孔大小進(jìn)行精確設(shè)計(jì)，所制備蜂駕陶瓷尺寸、形狀、間壁厚度、孔隙率等均勻性優(yōu)良，適于大批量生產(chǎn)；缺點(diǎn)在于不能成型復(fù)雜孔道結(jié)構(gòu)和孔尺寸較小的多孔陶瓷，同時(shí)對(duì)擠岀物料的塑性要求高。2、熱壓鑄成型熱壓鑄成型為注漿成型的一種，采用在陶瓷泥料屮加入石蠟和油酸、硬脂酸、蜂蠟等表面活性劑的方法，在一定溫度下流體化配料，再用壓縮空氣將料漿壓入模具中，在室溫下有機(jī)物硬

6、化后成形(有機(jī)物在高溫?zé)Y(jié)時(shí)被燒掉)。其制備工藝流程為：無(wú)機(jī)配合料f混合球磨「一高溫混合攪拌一降溫一熱壓鑄成形一燒成冇機(jī)物融化」I成品一檢選加工一吹風(fēng)處理3、添加造孔劑工藝通過(guò)在陶瓷配料中添加造孔劑，利用造孔劑在坯體中占據(jù)一定的空間，然后經(jīng)過(guò)燒結(jié)，造孔劑離開(kāi)基體而成氣孔來(lái)制備多孔陶瓷。該方法制備的陶瓷氣孔率高，強(qiáng)度高；這種工藝方法的關(guān)鍵技術(shù)是造孔劑種類和數(shù)量的選擇。五、蜂窩陶瓷的應(yīng)用1、處理汽車尾氣，工業(yè)煙氣處理汽車行業(yè)使用堇青右蜂窩陶瓷作載體，由于其比表而積大，可以負(fù)載足夠的貴金屬等催化活性組

7、分，從而組成汽油、柴油汽車、載重運(yùn)輸車的尾氣凈化裝置，使通過(guò)的汽車廢氣一氧化碳(CO)、碳?xì)浠衔?HC),氮氧化合物(NOx)得以凈化后排出。2、蓄熱體冶金行業(yè)蓄熱式燃燒器目前正大力推廣使用蜂窩陶瓷作為蓄熱體，利用其表面積大、熱阻小、導(dǎo)熱性能好、耐熱沖擊，實(shí)現(xiàn)真正意義上的頻繁快速蓄熱換熱、降低污染氣體排放的口的。另外，在特種鋼材金屬液的過(guò)濾等方面也有很大的使用價(jià)值。3、規(guī)整填料，提高傳質(zhì)和分離效率。化學(xué)工業(yè)和右油工業(yè)傳質(zhì)和分離工程領(lǐng)域使用蜂窩陶瓷規(guī)整填料，比目前該行業(yè)普遍使用的波紋填料在改善流

8、休均勻分布，提高分離效率及解決放大效應(yīng)，降低填料層阻力及持液量以提高生產(chǎn)效率等方面更為有效。4、過(guò)濾材料蜂窩陶瓷過(guò)濾材料具有以卜?優(yōu)點(diǎn)：(1)化學(xué)穩(wěn)定性好，耐酸堿及有機(jī)溶劑;(2)加好的耐急冷急熱性能，工作溫度可達(dá)1000°C；(3)抗菌性能好；(4)較強(qiáng)的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，孔徑分布狹窄，滲透率高；(5)無(wú)毒。因此被廣泛應(yīng)用于水質(zhì)凈化和冶金兩方面，以高鋁質(zhì)蜂窩陶瓷新型載體浸漬催化劑后做成的高鋁陶瓷過(guò)濾片具有很高的脫硫效率，被廣泛應(yīng)用于石化工業(yè)脫硫。5、紅外輻射燃燒板廣州紅H燃具公司生產(chǎn)岀了具冇圓孔和方