La céramique en nid d'abeille est une structure en matériaux en céramique poreux, avec des canaux en nid d'abeille réguliers à l'intérieur (similaires aux nid d'abeilles), qui ont une surface spécifique élevée, une densité basse, une résistance à haute température, une résistance aux chocs thermiques et d'autres caractéristiques. Ils sont largement utilisés dans la protection de l'environnement, l'énergie, l'industrie chimique, la métallurgie et d'autres domaines. Voici ses caractéristiques de base et ses scénarios d'application typiques:
Caractéristiques de base de la céramique en nid d'abeille
Surface spécifique élevée
La structure en nid d'abeille fournit un grand nombre de canaux ouverts, et la surface par volume unitaire dépasse de loin celle de la céramique ordinaire (jusqu'à 1000-2000 m² / g), ce qui améliore considérablement l'efficacité des réactions catalytiques.
Excellentes performances d'isolation thermique
La porosité a jusqu'à 60% à 90%, et l'air remplit les pores pour former une couche d'isolation. La conductivité thermique est aussi faible que 0,1 à 0,3 W / (M · K), ce qui convient à la préservation de la chaleur dans des environnements à haute température.
Léger et haute résistance
La densité n'est que 1/3-1 / 2 de la céramique traditionnelle (0,3-0,8 g / cm³), tout en maintenant une résistance à la compression élevée (jusqu'à 10-50 MPa).
Résistance à haute température et résistance aux chocs thermiques
Peut résister à des températures élevées de 800-1600 ℃ pendant une longue période, avec un coefficient d'extension thermique faible (1-5 × 10⁻⁶ / ℃), ce qui réduit le risque de fissuration causée par les changements de température.
Résistance à la corrosion chimique
Il a une bonne stabilité aux acides, aux alcalis, aux solvants organiques, etc., et convient aux environnements chimiques durs.
Zones d'application typiques de la céramique en nid d'abeille
Traitement d'échappement automobile (application de base)
Convertisseur catalytique à trois voies (TWC):
Les céramiques en nid d'abeille sont utilisées comme porteurs, recouvertes de catalyseurs métalliques précieux tels que le platine (PT), le palladium (PD) et le rhodium (RH) pour convertir le CO, le HC et les NOx dans les gaz d'échappement en CO₂, H₂O et N₂.
Avantages: une surface spécifique élevée améliore l'efficacité catalytique et un faible coefficient de dilatation thermique empêche la fissuration à haute température.
Filtre à particules diesel (DPF):
Les pores en nid d'abeille interceptent les particules de carbone (PM2,5) dans l'échappement du véhicule diesel et éliminent les dépôts de carbone par régénération régulière (combustion à haute température).
Cas: Le DPF en nid d'abeille en céramique est largement utilisé dans les véhicules qui répondent à la norme nationale d'émission VI, réduisant les émissions de particules de plus de 80%.
Purification des gaz de conduite industrielle
SCR Catalyst Catalyst Carrier:
Utilisées pour la dénitration des gaz de combustion (réduction sélective catalytique) des centrales électriques au charbon et des usines d'acier, les céramiques en nid d'abeille sont chargées de catalyseurs V₂o₅-Wo₃ / Tio₂ pour réduire les NOx à N₂.
Corps de stockage de chaleur RTO:
Dans l'oxydant thermique régénératif (RTO), les céramiques en nid d'abeille stockent la chaleur des gaz d'échappement de combustion et sont utilisées pour préchauffer le nouvel gaz d'échappement entrant, avec une efficacité d'économie d'énergie de plus de 95%.
Énergie et industrie chimique
Plaque de combustion de rayonnement infrarouge:
La surface de la céramique en nid d'abeille est recouverte d'un revêtement infrarouge, qui rayonne les rayons infrarouges pendant la combustion pour améliorer l'efficacité thermique (comme les poêles à gaz, les fours de chauffage industriel).
Carrier de réaction chimique:
En tant que porte-catalyseur pour les réacteurs à lit fixe, il est utilisé dans des processus chimiques tels que la synthèse du méthanol et la synthèse de Fischer-Tropsch pour améliorer la sélectivité des réactions.
Métallurgie de poudre Plaque de frittage:
Transport des compacts de poudre métallique, transfert de chaleur uniforme pendant le frittage à haute température pour éviter la déformation et la fissuration.
Matériau d'isolation à haute température
Couche d'isolation du four:
Utilisé pour la muqueuse des fours industriels (comme les fours en céramique et les fours de fusion en verre) pour réduire la perte de chaleur et économiser de 20% à 30% d'énergie.
Expansion des champs émergents
Carrier d'électrolyte à pile à combustible:
Dans les piles à combustible à oxyde solide (SOFC), les céramiques en nid d'abeille sont utilisées comme supports électrolytiques pour améliorer l'efficacité de la conduction ionique.
Matériau filtrant du traitement de l'eau:
Les céramiques en nid d'abeille chargées de photocatalyseurs sont utilisées pour la purification des eaux usées pour décomposer les polluants organiques à travers la lumière.