我国已全面步入国六时代，蜂窝陶瓷迎重大机遇

日前，工业和信息化部装备工业发展中心网站发布《关于重型柴油车国六排放产品确认工作的通知》，通知明确自2021年7月1日起停止生产、销售不符合国六标准要求的重型柴油车产品。近日从生态环境部获悉，为强化排放源头控制，减少尾气排放污染，2021年7月起，我国将全面实施重型柴油车国六排放标准。生态环境部新闻发言人刘友宾表示，我国已经于2019年7月1日实施了重型燃气车国六标准，2020年7月1日实施了轻型车和公交、环卫、邮政等重型城市车辆国六标准。今年7月1日，重型柴油车国六排放标准的实施，标志着我国汽车标准全面进入国六时代，基本实现与欧美发达国家接轨。相比“国五”标准，单车排放限值方面“国六”标准大幅趋严，汽车尾气后处理系统全面升级，以堇青石多孔陶瓷为代表的蜂窝陶瓷等相关材料市场迎来增长机会。

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国六标准要求汽车尾气处理系统升级，所需蜂窝陶瓷载体种类增加、技术要求提升，为满足国六标准的排放要求，汽油车需新增GPF系统；柴油车需升级SCR系统、新增ASC系统，重柴车还需新增DOC、DPF载体用量将大幅提升。预计2024年仅我国道路车辆和非道路车辆蜂窝陶瓷市场规模将达到196.24亿元，较之“国五”时期约100亿市场近乎翻倍。

蜂窝陶瓷简述

蜂窝陶瓷是以蜂窝孔状为主要结构的工业用陶瓷，其内部为许多贯通的蜂窝形状平行孔道。蜂窝陶瓷按材质可分为堇青石、莫来石、钛酸铝、碳化硅、氧化锆、氧化铝及其复合材质等。根据不同的使用条件，选取不同性能的原料。按孔形状分，蜂窝陶瓷可分为正方形、正六边形、圆形、三角形等，其孔的形状对蜂窝陶瓷的比表面积、开孔率都有影响。蜂窝陶瓷是具有吸附能力强、气孔结构优、热稳定性好、密度低、耐磨性好等特点的环保材料，可广泛应用于尾气催化载体、尾气微粒过滤器等汽车尾气净化领域。随着技术的发展以及工艺的进步，蜂窝陶瓷的性能也不断地提升，其应用范围还在不断地拓宽，除用于尾气净化外，还可用作建材消声、水质净化、工业隔热等众多领域。

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尾气处理用蜂窝陶瓷技术要求

汽车用蜂窝陶瓷载体的使用环境特别恶劣，同时其又是后排放处理系统中的一个零部件，因此，对其系统的协调适应性也要求非常高，蜂窝陶瓷必须具备以下性能：

1、比表面积大保证废气与催化触媒的充分接触。

2、吸水性稳定确保催化触媒牢固均匀地涂附在载体的表面，同时又不因涂附过厚带来浪费。

3、暖机性好要求发动机在启动后，载体的温度能在最短的时间内达到催化触媒的活性温度。

4、高耐热冲击性要求载体在发动机反复启动、燎火的热冲击下不被破坏。

5、排气阻力低要求载体对发动机的排气阻力很小，不影响发动机的性能。

6、机械强度高由于载体的工作环境是在颠簸的汽车上，因此要求载体具备较高的强度而不被外力破坏。

7、良好的组装性载体是排气总成的一个零件，只有良好的外表以及精确的尺寸才能确保组装的完美。

蜂窝陶瓷种类

汽车尾气处理用的蜂窝陶瓷材质较多，有氧化铝、碳化硅、堇青石等。其中堇青石蜂窝载体具有气体阻力小，气氛流畅均匀，机械强度高，热稳定性好，比表面积大且催化活性涂层薄等优点，加上堇青石价格便宜、原材料易得，应用也最为广泛，在国外95%的新车均采用堇青石蜂窝陶瓷载体。
SiC具有强度高、耐高温、耐腐蚀、热导率高等优点，也是用作汽车尾气净化用蜂窝陶瓷体的优选材料之一，目前跨国公司特别是日本公司申请了大量相关专利，内容涉及高气孔率、孔径分布可控蜂窝陶瓷体制备、蜂窝体粘合、密封材料、蜂窝体电极结构设计及产品制备、催化剂膜层制备等技术关键点。

主要生产厂家

多孔蜂窝陶瓷主要生产厂商包括美国康宁公司（简称“康宁”）、日本NGK公司（简称“NGK”）、日本Denso公司（简称“Denso”）、德国Argillon公司、德国KWH公司、日本CCIC公司、美国AshlandCastingSolutions等企业，其中康宁、NGK和Denso的多孔蜂窝陶瓷产品占据了世界市场90%以上份额。
国产厂商长期缺席一方面因在原料、专利等方面遭遇外资厂商的制约，另一方面因起步较晚，工艺差距较明显。但国六标准的实施给予了国内蜂窝陶瓷厂商“弯道超车”机会，其技术研发及市场渗透水平正迅速提高。目前国内主要生产企业有国瓷材料、奥福环保、宜兴非金属等，主要研究机构为中国科学院上海硅酸盐研究所、中国科学院生态环境研究中心、山东工业陶瓷研究设计院、咸阳陶瓷研究设计院、中国科技大学、武汉理工大学、景德镇陶瓷大学等研究机构。

发展趋势

1、超低热膨胀系数、薄壁化和高孔密度将成发展方向衡量蜂窝陶瓷性能三大技术指标包括热膨胀系数、壁厚和孔密度。2018年12月，工信部发布《重点新材料首批次应用示范指导目录（2018年版）》，指导目录明确提出高性能蜂窝陶瓷载体的三类要求：热膨胀系数应≤0.60×10-6/℃；TWC载体壁厚≤4mil，SCR/DOC载体壁厚≤6mil；载体目数应在300至750之间，这三类要求成为行业发展方向重要的技术参照。

2、国产蜂窝陶瓷高端市场渗透率将有所提升国产蜂窝陶瓷在中低端工业废气净化节能领域已经基本实现90%以上国产化渗透率。预计未来五年，中国蜂窝陶瓷生产企业不断突破高端市场技术壁垒，有望增加高端市场产品渗透率。长期以来，汽车尾气净化处理核心技术及产品市场长期被国外巨头垄断，美国康宁和日本NGK均享受到汽车产业高速发展红利期。随着中国国六标准升级驱动，中国国产蜂窝陶瓷将迎来发展窗口期。蜂窝陶瓷除用于汽车尾气处理系统外，还可用于精密过滤与分离、消音及隔热、气体分离净化及脱水等领域。应用范围也已由传统的冶金、化工和建材等方面拓展到生物化学、电子工程、食品饮料工业、航空航天等许多方面，具有广阔的市场应用前景。随着新工艺以及新材料的优化以及提升，蜂窝陶瓷的应用领域会进一步的拓宽，极大地凸显其经济价值和社会效益。