汽车尾气中含有大量的有害物质，是空气污染的主要来源之一，也是大型城市PM2.5的主要来源之一，这些有害物质包括一氧化碳、氮氧化物、碳氢化合物和固体悬浮颗粒等污染物，直接危害人体健康的同时，还会对人类生活的环境产生深远影响。
汽油车CO排放量超过汽车排放总量的80%，HC排放量超过70%，柴油车NOx排放量超过汽车排放总量的80%，PM排放量超过90%，柴油货车的防治成为未来控制大气污染的关键。对于减少汽车尾气排放目标，当前在减少CO、HC、PM等污染物的同时，着重降低NOx的排放。去除高污染排放车辆，同时保证新增车辆低污染（“国六”新标）。
三元催化器是当前减少汽车尾气排放物的最有效的方法。可将汽车尾气排出的CO、HC和NOx等有害气体通过氧化和还原作用转变为无害的二氧化碳、水和氮气，已成为汽车排气系统中最重要的机外净化装置。如果排放物中有过量的颗粒物，而且是持续性出现的颗粒物，需要为排气系统加入DPF颗粒物捕集器，通过拦截、碰撞、扩散等机理，过滤器可以将尾气中的颗粒物捕集下来。
三元催化器的载体部件和颗粒捕集器的过滤装置均采用一块多孔陶瓷材料，安装在特制的排气管当中。以三元催化器为例，其载体主要作用是提供有效表面积及适宜的孔结构，并使催化剂获得较好的机械强度及热稳定性，起节省活性组分的作用，在汽车催化剂载体中，有三种结构形式的载体：一是颗粒型载体，是汽车尾气催化载体最早的形式，目前已被淘汰；二是陶瓷蜂窝载体，是当前的绝对主流，金属蜂窝载体紧随其后。三是碳化硅(SiC)泡沫陶瓷载体，具备三维连通网状结构，性能优异，但当前应用较少，未来或有可期。其余小众中的小众还有碳(硅)纤维载体、金属丝网和泡沫金属冶金多孔材料等整体载体。
在发泡材料领域，泡沫陶瓷和泡沫金属可作为汽车尾气处理装置的过滤净化材料可行性方案，存有潜在市场应用价值。两者的代表材料分别为碳化硅泡沫陶瓷和泡沫镍。
泡沫陶瓷是具有三维立体网络骨架和相互贯通气孔结构的多孔质陶瓷制品。一般可以分为两类，即开孔陶瓷材料以及闭孔陶瓷材料。除了耐高温、耐化学腐蚀等一般陶瓷所具有的性能外，泡沫陶瓷还具有密度小、气孔率高、低容重、比表面积大、对流体的自干扰性强等特征。泡沫陶瓷作为过滤器的基本材质有碳化硅、氧化锆、氧化铝三种，泡沫陶瓷过滤器对铜水或铁水有极好过滤作用，可广泛应用于冶金行业熔融金属液体过滤、催化剂载体、热交换材料、布气材料、汽车尾气净化及反应塔的化工填料等领域。
随着泡沫碳化硅制备工艺技术的不断改进与创新，其优越的性能将使其应用范围逐渐扩大、样式更加多元化。在许多应用领域，碳化硅泡沫陶瓷日益展现出其它材料所无法比拟的优越性。近些年来碳化硅泡沫陶瓷用作柴油机尾气净化催化剂载体，已有研究和应用。
碳化硅泡沫陶瓷是国外汽车尾气催化剂载体骨架的材料之一。碳化硅泡沫陶瓷具有较高的孔隙率、热导率、机械强度、抗氧化、抗弯曲度、耐腐蚀等优势，而且高温力学性能(强度、抗蠕变性等)是已知陶瓷材料中最佳的。其表面凹凸不平，且具有众多微孔，这种特殊网络结构大大增加了两相接触面积，所有这些特性预示着碳化硅泡沫陶瓷将代替传统的二氧化硅、氧化铝陶瓷以及活性炭作为新一代的催化剂载体。
泡沫金属也可作为汽车尾气过滤净化材料。泡沫金属的材料特性决定着其在过滤领域有实用场景：如在油烟、油砂、汽车轮毂、空气滤芯、制氢设备等过滤领域。泡沫金属载体催化器具有起燃快、体积小、强度高、耐热性好等优点，在摩托车尾气净化中得到最广泛的应用。同样也可作为汽车三元催化器、柴油车颗粒捕捉器的尾气有害物质过滤载体材料。
传统汽车尾气处理常使用的三元催化器主要使用多孔陶瓷作为载体材料。随着国家对于汽车尾气的处理标准有了更高更严格的标准要求，多孔陶瓷为芯材的三元催化器面临着难以突破的技术瓶颈。相对多孔陶瓷材料而言，泡沫金属拥有明显优势：泡沫金属具有95-98%的几乎全通透结构，三维通孔性高、压降小、流速高，这让它有了高品质的过滤材料的天生素质；孔隙度遍布具备系数遍布特点，对气、液流体力学中常含固态颗粒有阻留和收集的功效；在同样的通孔率的情况下，和其他的多孔材料相比有着最大的比表面积。
当然，泡沫金属还有拥有较好的金属强度，同样的体积，材料重量更轻。可形变，抗震击，极大提高了汽车及摩托车尾气三元催化器的使用寿命，有-摄氏度的高熔点及良好的耐蚀性等优异性能。也因这两点促使泡沫金属拥有更快的起燃速度及更小的背压、更强的耐振动性，适合各种苛刻的使用环境。耐高温性能和抗热震性能比泡沫陶瓷/蜂窝陶瓷更好。泡沫金属内部有稠密的金属骨架、蜿蜒的通道，还有优异的吸声吸能性能，这就对消除噪音污染做出很大的贡献——目前，很多过滤器对汽车尾气处理的不得当，而且消声效果不好。再补充一点，泡沫金属可以回收，有利于环保的同时节约了成本。在泡沫金属的种类中，泡沫镍（及其混合物材料）可作为汽车催化剂的优选材料。泡沫镍独特的开孔结构、低压投入孔、固有的抗拉强度和抗热冲击等特点使其成为汽车催化剂转换器、催化燃烧、柴油车黑烟净化器等催化剂载体的重要潜在目标。发动机冷启动时，一氧化碳和碳氢化合物转化，由于热传导性质，泡沫镍催化剂载体则可能优越于陶瓷催化剂载体，从这种意义上来讲，泡沫镍可以与耐高温钢催化剂载体相比或比耐高温钢催化剂载体更优越。
在国外，泡沫金属已广泛应用于汽车尾气处理行业，特别是对过滤效果要求高以及对抗震性能要求高的领域，泡沫金属已全面替代了蜂窝陶瓷。面对国家提高尾气排放标准，我国大型的汽车及摩托车生产商也把泡沫金属的应用排上了日程。
从未来智库发布的《尾气后处理行业专题报告》中指出，“国六”新标下，-年汽车尾气后处理系统增量市场超四千亿。目前全球和国内市场汽车尾气过滤净化装置多为国外品牌垄断，而国内市场对于高性能国产化载体材料的需求十分迫切。在汽车尾气过滤净化现有材料饱和并要求技术升级的新趋势下，金属泡沫过滤材料无论在环保还是市场方面，或有着光明的应用前景。
关键词：Interfoam发泡材料展、尾气排放、过滤净化、三元催化器、DPF颗粒捕集器、碳化硅(SiC)泡沫陶瓷、泡沫金属、泡沫镍铁
免责声明：本文转自Interfoam发泡材料展官方
转载请注明地址:http://www.1xbbk.net/jwbys/7362.html
