什么是蜂窩陶瓷
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已閱：12358 2017-11-22 |
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蜂窩陶瓷是近三十年來開發(fā)的一種結(jié)構(gòu)似蜂窩形狀的新型陶瓷產(chǎn)品。由較早使用在小型汽車尾氣凈化到今天廣泛應用在化工、電力、冶金、石油、電子電器、機械等工業(yè)中，而且越來越廣泛，發(fā)展前景相當可觀。
蜂窩陶瓷無數(shù)相等的孔組成的各種形狀，目前較大的孔數(shù)已達到了每平方厘米120～140，密度每立方厘米0.3～0.6克，吸水率高達20%以上。由于多孔薄壁的特點，大大增加了載體的幾何表面積和改善了抗熱沖擊性能，生產(chǎn)的產(chǎn)品，其網(wǎng)狀孔以三角和四方為主，三角比四方承受力好得多，孔數(shù)也多些，這一點作為催化載體尤其重要。隨著單位面積孔數(shù)的提高和載體孔壁厚度的減少，陶瓷載體的抗熱沖擊趨勢是提高的，熱沖擊破壞的溫度也是提高的。因此蜂窩陶瓷需要降低膨脹系數(shù)和提高單位面積的孔數(shù)。熱膨脹系數(shù)是主要性能指標，當前國外水平是α25－800℃≤1.0×10－6℃－1，與國內(nèi)對比有一定差距，不過這差距越來越小。較早生產(chǎn)蜂窩陶瓷的原料主要是高嶺土、滑石、鋁粉、粘土等，而今天已突破了，尤其是硅藻土、沸石、膨脹土以及耐火材料的應用，蜂窩陶瓷應用日益廣泛，性能越來越好。
除了用于燒結(jié)成型的蜂窩陶瓷外，還出現(xiàn)了不燒結(jié)的蜂窩陶瓷，這大大提高了催化性能的活性。不僅外觀尺寸由較小的球環(huán)形狀發(fā)展到大尺寸的立柱和方形和圓形。根據(jù)模具設(shè)計的不同；可以制作成不同尺寸不同形狀不同結(jié)構(gòu)的蜂窩陶瓷。如用在石化行業(yè)煉油空氣吸附干燥的分子篩催化劑，尺寸高達0.8m，寬0.25m的正方形，孔數(shù)每平方厘米達到25，從原料、工藝以及機械制造方面都有了很大的變化。尤其是生產(chǎn)工藝有了很大提高。作為催化劑的蜂窩陶瓷要求在制造成型時不開裂，有機成分需要釋放干凈，除了耐磨性能外還要求有一定的機械強度，再生回用多次。
蜂窩陶瓷可由多種材質(zhì)制成。主要材質(zhì)有: 堇青石、莫來石、鈦酸鋁、活性炭、碳化硅、活性氧化鋁、氧化鋯、氮化硅及堇青石一莫來石、堇青石一鈦酸鋁等復合基質(zhì)。
活性炭粉末或顆粒制成蜂窩陶瓷形狀后，大大提高了水處理的凈化和廢水處理能力，尤其在醫(yī)藥工業(yè)中抗菌素、激素、維生素、核酸針劑及各種針劑，藥物等的脫水脫色去雜質(zhì)等。
蜂窩陶瓷按用途可以分為蓄熱體、填料、催化劑載體和過濾材料四大類。
蜂窩陶瓷蓄熱體熱容量1000kJ/kg以上，產(chǎn)品較高使用溫度≥1700℃，在加熱爐、烘烤器、均熱爐、裂解爐等窯爐中可節(jié)省燃料達40%以上，產(chǎn)量提高15%以上，排放煙氣溫度低于150℃。
蜂窩陶瓷填料比其它形狀填料的比表面積更大，強度更好等優(yōu)點，可使汽液分布更均勻，床層阻力降低，效果更好，且可延長使用壽命，在石化、制藥和精細化工行業(yè)中作填料效果相當好。
蜂窩陶瓷用在催化劑方面更具優(yōu)勢。以蜂窩狀陶瓷材料為載體，采用獨特的涂層材料，以貴金屬，稀土金屬及過渡金屬制備，因而具有高的催化活性，良好的熱穩(wěn)定性，長的使用壽命，高強度等優(yōu)點。
用于催化裂化的蜂窩陶瓷正在取代現(xiàn)有的產(chǎn)品。催化裂化用200～500℃之間的重餾分油為原料（包括減壓餾分，直餾輕柴油、焦化蠟油等），以硅鋁酸鹽為催化劑，反應溫度在450～550℃之間（隨反應器類型而異）。它產(chǎn)量大（每個大型催化裂化裝置，每年裂化油品百萬噸以上），技術(shù)條件要求高（例如，催化劑每接觸油幾分鐘甚至幾秒鐘就要再生，每分鐘流過流化床催化劑達10t或更多）隨著催化活性的提高，為了加快再生速度，要求更加苛刻的再生條件。例如600～650℃，甚至700℃，催化劑消耗量大，每噸進料油消耗0.3～0.6kg催化劑，催化劑力學強度差的，消耗的還要大得多。這要求著催化劑活性、選擇性、穩(wěn)定性的稍微提高，對生產(chǎn)實際將具有重大意義。正因為如此，蜂窩陶瓷催化劑也在不斷推陳出新，市場需求也越來越大，這些催化裂化用的催化劑被蜂窩陶瓷催化劑所代替，大尺寸多孔數(shù)的蜂窩陶瓷催化劑已嶄露頭角，有著強勁的發(fā)展勢頭。
蜂窩陶瓷作為過濾材料有以下優(yōu)點：化學穩(wěn)定性好，耐酸堿及有機溶劑；較好的耐急熱急冷性能，工作溫度可高達1000℃；抗菌性能好，不易被細菌降解，不易堵塞且易再生；較強的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，孔徑分布狹窄，滲透率高；無毒，尤其適用于食品和藥物的處理。
其主要在冶金行業(yè)得到應用。蜂窩陶瓷體的比表面積大，提高了過濾片吸附和捕捉細小雜質(zhì)的能力，比傳統(tǒng)多孔陶瓷過濾效果好，金屬液流動平穩(wěn)。
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