Metalik taşıyıcılı petek seramik katalitik konvertör

Petek seramik ürünleri birçok paralel akış kanalına sahiptir, bu nedenle gaz akışının basınç kaybı küçüktür ve tüm bileşendeki akış dağılımı iyidir.Petek seramiklerin ince duvarlı ağ yapısı ile birleştiğinde, hafif, yüksek özgül mukavemete ve geniş spesifik yüzey alanına sahiptirler.Isı eşanjörlerinde, radyatörlerde, katalizör taşıyıcılarda, ses yalıtım malzemelerinde vb. yaygın olarak kullanılırlar.

Otomobil egzoz arıtma alanında, petek seramikleri katalizör taşıyıcı olarak çok önemli bir rol oynamaktadır.Bunun nedeni, otomobil egzozunun katalitik reaksiyonunun egzozdaki zararlı bileşenleri (örneğin karbon monoksit, hidrokarbonlar, azot oksitler vb.) harekete geçirebilmesi ve bunları zararsız karbondioksit, su ve nitrojene dönüştürmek için kimyasal reaksiyon gerçekleştirebilmesidir.Petek seramikler, katalizörlerin yapışması için önemli bir yer sağlar.Araç katalizör taşıyıcısı, petek seramikler için aşağıdaki özel gereksinimleri ortaya koymaktadır:

İyi termal kararlılık.Otomobil motorunun egzoz sıcaklığı 250-950 ℃ arasındadır, ancak bazen 950 ℃'den bile fazladır, bu da destek malzemesinin yüksek sıcaklıkta faz dönüşümüne yol açarak katalizörün faaliyetini ve hizmet ömrünü etkileyebilir, bu nedenle gereksinimler katalizör desteğinin termal kararlılığı yüksektir.

Yüksek mekanik mukavemet.Motor egzozunun termal şoku, engebeli yol yüzeyi ve silindir titreşimi vardır ve bunların tümü katalizör desteği için dayanıklılık gerekliliklerini ortaya koyar.

Büyük spesifik yüzey alanı.Katalizör desteğinin spesifik yüzey alanı büyüktür, bu da katalizör aktif maddelerinin bağlanmasına ve dağılmasına elverişlidir, bu nedenle katalizörün aktivitesini büyük ölçüde artırabilir.

Düşük ısı kapasitesi.Motor soğuk çalıştırıldığında, kap daha fazla karbon monoksit ve hidrokarbon üretir.Taşıyıcının ısı kapasitesi düşük ise katalizör çalışma sıcaklığına kısa sürede ulaşabilir ve en kısa sürede katalitik rol oynayabilir.

İyi korozyon direnci.Otomobil egzozu çok fazla aşındırıcı gaz içerir.

Küçük hava direnci.Katalizör taşıyıcının takılması, motor üzerinde, motorun normal çalışmasını mümkün olduğu kadar etkilememesi gereken bir geri basınç üretecektir.Bu nedenle, hava akışı taşıyıcıdan geçtikten sonra oluşan basınç farkının mümkün olduğunca küçük olacağı umulmaktadır.

Düşük termal genleşme katsayısı.Düşük termal genleşme katsayısı, hızlı soğutma ve hızlı ısıtmanın çalışma ortamına çatlama olmadan dayanması için katalizör desteğine elverişlidir.

Şu anda, kordiyerit petek seramikleri çoğunlukla araç egzoz saflaştırma katalizörü taşıyıcısı olarak kullanılmaktadır.Kordiyerit petek seramikleri ilk olarak 1960'larda Amerikan Corning şirketi (evet, Apple cep telefonu için cam arka panel sağlayan Corning gorilla camı) tarafından ekstrüzyon kalıplama yoluyla hazırlandı.

Kordiyerit petek seramiklerin ekstrüzyon kalıplaması için iki işlem seçeneği vardır: farin ve klinker ve iki işlem arasındaki temel fark, kordiyerit tozunun bir ön sentez bağlantısının olup olmadığıdır.Klinker prosesinde önce kordiyerit tozu sentezlenir ve daha sonra ekstrüde edilir;Farin prosesinde kordiyerit ekstrüzyon ve sinterleme ile sentezlenir.Şekil 4, kordiyerit petek seramiklerinin iki üretim sürecini göstermektedir.

Farklı üretim süreçlerine ek olarak, kordiyerit petek seramiklerinin hammaddeleri çok çeşitli kaynaklardan gelir ve büyük üreticiler de farklıdır.Şekil 5'te gösterildiği gibi, hammadde seçiminin çeşitliliğini görebiliriz.

Araç petek seramiklerinin yüksek performans gereksinimleri nedeniyle (yukarıda listelenen birçok önemli nokta), hammaddelerin spesifikasyonları katıdır.Örneğin, kordiyerit tozunun ortalama parçacık boyutunun 10-50um içinde olduğu, talk kaynağının ortalama parçacık boyutunun en az 8um olduğu, alümina kaynağının ortalama medyan parçacık boyutunun 5um'den fazla olmadığı ve ortalama medyanın kaolin ve kalsine kaolin karışımının partikül boyutu 6um'dan fazla değildir.

Partikül boyutuna ek olarak, son yıllarda kordiyerit tozunun morfolojisinin de nihai ürün üzerinde büyük bir etkisi olduğu bulunmuştur.Ekstrüzyon kalıplama sırasında tabaka şekli güçlü anizotropiye sahip olduğundan (bu, ekstrüzyon kalıplama ile ilgili önceki makalede anlatılmıştır. Anizotropiden kaçınmak istememiz mantıklıdır, ancak neden kullanamıyoruz?)."Anizotropik kordiyerit molonlish" adlı bir ABD patentinde, Lachman im ve diğerleri, düzlemsel oryantasyona meyletmek için pul pul kaolinin kaymasını ve devrilmesini tam olarak kullanırlar.Pişirim sonrasında petek yapısındaki kordiyerit tanelerinin oryantasyon düzenlemesi gerçekleştirilebilir.Yönlendirilmiş kordiyerit, termal genleşmede anizotropiye sahiptir, bu nedenle düşük bir termal genleşme katsayısına ulaşabilir (nihai termal genleşme katsayısı sadece 0,55'tir) × 10-6/℃）。

Şu anda, yüksek kaliteli kordiyerit petek seramiklerinin üretimi için temel teknoloji, hala Amerika Birleşik Devletleri'nden Corning ve Japonya'dan NGK tarafından temsil edilen şirketler tarafından yönetilmektedir.Ancak, araç katalizör taşıyıcı pazarının sürekli genişlemesi ve yerli araştırma gücünün sürekli büyümesi ile, ithalat için yerli ikame bir gerçeklik haline geliyor.

Son olarak, geçtiğimiz günlerde Şanghay'ın "ulusal altı" standardının bu yıl 1 Temmuz'dan itibaren uygulanacağını duyurduğunu belirtmekte fayda var.Ulusal beş standartla karşılaştırıldığında, ulusal altı standart bir bütün olarak çok daha katıdır ve temel olarak aşağıdakileri içerir:

(1) Benzinli araçlardan kaynaklanan karbon monoksit emisyonları %50 azaltıldı

(2) Toplam hidrokarbonların ve metan olmayan toplam hidrokarbonların emisyon limiti %50 azaldı (ülke IV'ten ülkeye V'ye %23)

(3) NOx emisyon limiti %42 oranında sıkılaştırıldı (IV. ülkeden V ülkesine %28 azaltıldı)

Yerli otomobil pazarının hızlı büyümesi ve emisyon standartlarının daha da iyileştirilmesiyle, egzoz gazı saflaştırması için kordiyerit petek seramiklere yönelik büyük bir pazar talebi var.Araçlar için yerli kordiyerit petek seramiklerinin gelecekte daha iyi gelişebileceğine inanılıyor.