蜂窩陶瓷應用領(lǐng)域及前景展望

蜂窩陶瓷具有比表面積大、隔熱性較好、重量較輕、熱膨脹系數(shù)低、耐高溫、耐酸堿的特點，而被廣泛用于汽車尾氣處理、煙道氣的凈化、蓄熱體、紅外輻射燃燒版、粉末冶金的承燒板、化學反應的載體和催化劑、窯爐的隔熱材料等領(lǐng)域。

蜂窩陶瓷具有廣泛的應用
過濾材料：蜂窩陶瓷已經(jīng)被廣泛應用于熔融金屬的過濾、油類的分離過濾、水的凈化處理以及有機溶劑、酸堿溶液和焦爐煤氣、甲烷等氣體的分離。目前，對熔融金屬的過濾已擴大到熔模精密鑄造、鋼鑄造工業(yè)及工業(yè)鑄造等方面。而在過濾氣體時，用陶瓷過濾器進行固化，具有存儲方面、經(jīng)濟等特點。
蓄熱體：蜂窩陶瓷蓄熱體具有耐高溫、熱震穩(wěn)定性好、抗腐蝕、強度高、導熱性能好及蓄熱量大等顯著優(yōu)點，節(jié)能效果和使用壽命大大提高。
保溫隔熱材料：由于蜂窩陶瓷具有高氣孔率和較低的熱傳導系數(shù)，因此可作為保溫材料而得到廣泛應用。使用蜂窩陶瓷制備的建筑材料可以使住宅具有很好的保溫隔熱效果，該材料目前在國內(nèi)大部分新建的住宅小區(qū)和辦公樓中已經(jīng)得到應用。除了應用于日常生活外，蜂窩陶瓷在航空航天等尖端領(lǐng)域也有著重要的應用，比如航天器的熱保護系統(tǒng)就廣泛采用了蜂窩陶瓷材料。
催化劑載體：隨著國民經(jīng)濟的高速發(fā)展，汽車使用量的增長，尾氣帶來的環(huán)境污染日益嚴重。蜂窩陶瓷由于其比表面積大，本身具有催化功能。而涂覆特定的催化劑后，可以實現(xiàn)對尾氣的選擇性催化，大幅度地提高通過其孔道流體的反應速率和轉(zhuǎn)化速率。因此目前人們一致認為用蜂窩陶瓷制造的汽車凈化器是控制汽車尾氣的最有效的方法。
蜂窩陶瓷載體需求增加，市場規(guī)模有望大幅提升
蜂窩陶瓷載體是汽車尾氣后處理系統(tǒng)的核心部件，國六標準下，汽車尾氣處理系統(tǒng)升級，相應的陶瓷載體需求增加。
全球汽車尾氣處理用蜂窩陶瓷載體的市場規(guī)模約170億元，預計2025年提升50%至250億元。2017年全球新車市場及汽車后市場的蜂窩陶瓷載體市場需求量約為49620萬升，市場需求金額約170億元；預計2025年全球新車市場及汽車后市場的蜂窩陶瓷載體市場需求量預計提升50%至74100萬升，市場需求金額提升50%至250億元。
我國國六排放標準已開始逐步實施，在國五升級國六的過程中（2018~2023年），我國汽車尾氣處理用蜂窩陶瓷載體的市場規(guī)模有望從2018年的44億元提升至2023年的200億元，其中柴油車用蜂窩陶瓷載體的市場規(guī)模有望從22億元提升至近80億元。
國外企業(yè)長期壟斷市場，本土企業(yè)競爭力逐漸增強
長期以來車用蜂窩陶瓷市場由外資品牌占主導，主要廠商美國康寧、日本NGK等合計占據(jù)全球80%以上份額。國產(chǎn)廠商長期缺席一方面因在原料、專利等方面遭遇外資廠商的制約，另一方面因起步較晚，工藝差距較明顯。但國六標準的實施給予了國內(nèi)蜂窩陶瓷廠商“彎道超車”機會，其技術(shù)研發(fā)及市場滲透水平正迅速提高。
蜂窩陶瓷競爭格局
美國康寧
康寧公司于20世紀70年代發(fā)明了蜂窩陶瓷載體，先進的蜂窩陶瓷載體在性能、效率和柔性方面進行了優(yōu)化，可滿足輕型和重型應用中對汽油和柴油系統(tǒng)的最嚴苛需求?？祵幱?0世紀80年代初期進入中國市場，并于2001年開始在中國上海投資生產(chǎn)汽油車用蜂窩陶瓷載體產(chǎn)品。
日本NGK
日本NGK成立于1919年，是全球汽車、電子等行業(yè)陶瓷產(chǎn)品的主要供應商，在汽車尾氣凈化領(lǐng)域，NGK公司提供蜂窩陶瓷載體、過濾器、高精度傳感器等產(chǎn)品。1971年來自于福特美國工廠訂單開啟了日本NGK公司蜂窩陶瓷產(chǎn)業(yè)大幕，其后NGK逐步在美國、德國、波蘭、南非、韓國、印尼、中國建立工廠。2001年NGK公司在蘇州設立子公司建設蜂窩陶瓷項目，2003年投產(chǎn)并于2005年開始批量生產(chǎn)蜂窩陶瓷產(chǎn)品。
國瓷材料
2017年5月，國瓷材料完成對王子制陶100%股權(quán)的收購。王子制陶成立于2004年，主要從事汽車尾氣凈化陶瓷材料的研發(fā)、生產(chǎn)和銷售。公司具有1400萬升/年的生產(chǎn)能力，公司另于東營總部基地研發(fā)中心布局新產(chǎn)線逐步升級工藝技術(shù)，在TWC/DPF/SCR/POC/DOC及化工VOC載體實現(xiàn)了全面布局，重點產(chǎn)品DPF、GPF良率已達到90%。
奧福環(huán)保
奧福環(huán)保創(chuàng)始人團隊自2002年起開始進入蜂窩陶瓷行業(yè)，公司于2019年在科創(chuàng)板上市。主要產(chǎn)品包括應用于柴油車尤其重型柴油車的SCR、DPF蜂窩陶瓷。2019年上半年公司蜂窩陶瓷載體業(yè)務實現(xiàn)收入1.19億元。公司研發(fā)并商業(yè)化量產(chǎn)的全系列適合國四、國五和國六標準的蜂窩陶瓷載體，直接供應優(yōu)美科、莊信萬豐、巴斯夫、重汽橡塑、威孚環(huán)保、貴研催化、中自環(huán)保等國內(nèi)外主要催化劑廠商，并成功進入國內(nèi)外知名整車或主機廠商的供應商名錄。
宜興非金屬
宜興非金屬于1984年開始研制蜂窩陶瓷，是國內(nèi)較早研發(fā)和生產(chǎn)蜂窩陶瓷的企業(yè)。目前蜂窩陶瓷產(chǎn)品包括：TWC、DOC、SCR、DPF載體、工業(yè)廢氣催化凈化用蜂窩陶瓷載體，產(chǎn)能約800萬升。
參考資料：
吳鄭敏、鄧承繼.碳化硅蜂窩陶瓷的研究及應用
杜林晶.微米級孔徑蜂窩陶瓷的制備及應用研究
東興化工產(chǎn)業(yè)洞見.尾氣處理用陶瓷材料行業(yè)：蜂窩陶瓷載體是核心部件，市場規(guī)模提升空間大——先進陶瓷材料系列研究之三
中商情報網(wǎng).蜂窩陶瓷市場規(guī)模約171億 國內(nèi)外產(chǎn)品技術(shù)差距逐步縮小