蜂窩陶瓷應(yīng)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(xué)反應(yīng)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(yīng)用
過濾材料：蜂窩陶瓷已經(jīng)被廣泛應(yīng)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?fàn)t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(dǎo)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(dǎo)系數(shù)，因此可作為保溫材料而得到廣泛應(yīng)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(yīng)用。除了應(yīng)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(yīng)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(yán)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(yīng)速率和轉(zhuǎn)化速率。因此目前人們一致認(rèn)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(biāo)準(zhǔn)下，汽車尾氣處理系統(tǒng)升級，相應(yīng)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(yù)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(yù)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(yù)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(biāo)準(zhǔn)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(dǎo)，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(biāo)準(zhǔn)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(jì)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(yīng)用中對汽油和柴油系統(tǒng)的最嚴(yán)苛需求。康寧于20世紀(jì)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(yīng)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(shè)立子公司建設(shè)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(dá)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(yīng)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(wù)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(biāo)準(zhǔn)的蜂窩陶瓷載體，直接供應(yīng)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(yīng)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(yīng)用
杜林晶.微米級孔徑蜂窩陶瓷的制備及應(yīng)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