蜂窝陶瓷载体介绍.pdf

ngk ngk 蜂窝陶瓷载体蜂窝陶瓷载体蜂窝陶瓷载体蜂窝陶瓷载体蜂窝陶瓷载体蜂窝陶瓷载体蜂窝陶瓷载体蜂窝陶瓷载体 2002006 6年年年年年年年年1111月月月月月月月月 ngk insulators ltd.ngk insulators ltd. product engineering departmentproduct engineering department nagoya, japannagoya, japan jb-052073/confidential jb-052073/confidential 内容简要 ngkngk公司简介公司简介公司简介公司简介公司简介公司简介公司简介公司简介 ngkngk蜂窝陶瓷载体介绍蜂窝陶瓷载体介绍蜂窝陶瓷载体介绍蜂窝陶瓷载体介绍蜂窝陶瓷载体介绍蜂窝陶瓷载体介绍蜂窝陶瓷载体介绍蜂窝陶瓷载体介绍 市场及技术趋势市场及技术趋势市场及技术趋势市场及技术趋势市场及技术趋势市场及技术趋势市场及技术趋势市场及技术趋势 探探探探讨讨讨讨探探探探讨讨讨讨 jb-052073/confidential 【 【 ngkngk公司介绍公司介绍】 】 jb-052073/confidential ngkngkngkngk蜂窝陶瓷的发展历史蜂窝陶瓷的发展历史蜂窝陶瓷的发展历史蜂窝陶瓷的发展历史 开发开发开发开发/生产生产生产生产市场市场市场市场 研究研究研究研究/开发开发开发开发 aug. 1971 1975 jan.1mil. ford/us的定购要求 生产开始(12mil)aug.1976oct.for ford/us 生产开始 (6mil)feb.1978apr. jul. oct. for nissan for toyota for mmc plant establishedjul.1979 1980 feb. apr. for gm for honda ace 成立dec.1985 1986 dec. oct. for ford/uk, fiat, jaguar for bmw, dc, opel acu 成立sep.1988 4mil (tw) production start jun.1995 acin 成立jun.1996apr.awarded by toyota & gm (supplier of the year) 3mil (超薄型) 生产开始dec.1998 1999jul.awarded by nissan 2mil (超薄型) 生产开始aug.1999 acs 成立jan.2000awarded by honda & nissan 2001acc established 2002 2003 for vw for chrysler (dc) jb-052073/confidential 0 0 0 0 1 1 1 10 0 0 00 0 0 0 2 2 2 20 0 0 00 0 0 0 3 3 3 30 0 0 00 0 0 0 4 4 4 40 0 0 00 0 0 0 5 5 5 50 0 0 00 0 0 0 1 1 1 19 9 9 97 7 7 75 5 5 51 1 1 19 9 9 98 8 8 80 0 0 01 1 1 19 9 9 98 8 8 85 5 5 51 1 1 19 9 9 99 9 9 90 0 0 01 1 1 19 9 9 99 9 9 95 5 5 52 2 2 20 0 0 00 0 0 00 0 0 02 2 2 20 0 0 00 0 0 05 5 5 5 累计生产数量累计生产数量累计生产数量累计生产数量( ( ( (百万个百万个百万个百万个) ) ) ) ngkngkngkngk蜂窝陶瓷生产蜂窝陶瓷生产蜂窝陶瓷生产蜂窝陶瓷生产 1978 1 百万个百万个百万个百万个 1980 10百万个百万个百万个百万个 1988 100 百万个百万个百万个百万个 1993 300 百万个百万个百万个百万个 2001 500 百万个百万个百万个百万个 年 jb-052073/confidential ngk 载体产品情况载体产品情况载体产品情况载体产品情况 （全球全球全球全球）ngk 载体产品情况载体产品情况载体产品情况载体产品情况 （全球全球全球全球） 2001200120012001 20022002200220022003200320032003 6 mil4 mil3 mil2 mil 1992 : 5mil/400cpsi 1998 : 3.5mil/600cpsi 1996 : 4.3mil/400 & 600cpsi 1999 : 2.5mil/900cpsi 0% 25% 50% 75% 100% 比率比率比率比率 (rel.) 66% 24% 7% 3% 59% 24% 9% 8% 45% 23% 17% 15% 2004200420042004 36% 29% 19% 16% jb-052073/confidential 欧洲汽车生产欧洲汽车生产欧洲汽车生产欧洲汽车生产 厂家的情况厂家的情况厂家的情况厂家的情况 6mil4mil3mil2mil 陶瓷载体壁厚的市场趋势陶瓷载体壁厚的市场趋势陶瓷载体壁厚的市场趋势陶瓷载体壁厚的市场趋势陶瓷载体壁厚的市场趋势陶瓷载体壁厚的市场趋势陶瓷载体壁厚的市场趋势陶瓷载体壁厚的市场趋势 51% 34% 59% 72% 29% 23% 9% 8% 4% 6%4% 1% 0% 20% 40% 60% 80% 100% 200220032004 17% 37% 46% 40% 39% 34% 37% 16% 16% 7%7% 4% 0% 20% 40% 60% 80% 100% 200520062007 jb-052073/confidential ngk全球生产网络 ngk ceramics usa, inc. mooresville, nc, usa ngkngk automotiveautomotive ceramicsceramics usa detroit officeusa detroit office ngk ceramics europe s.a. baudour, belgium ngk europe gmbh, kronberg, germanyngk europe gmbh, kronberg, germany ngk insulators, ltd. nagoya, japan ngk ceramics south africa (pty) ltd. cape town, south africa p.t. ngk ceramics indonesia bekasi, indonesia headquarters product r&d production sales office ngk ceramics suzhou co.,ltd. suzhou, china (ngk ceramics poland) gliwice, poland seoul liaison officeseoul liaison office jb-052073/confidential 【 【 【 【 【 【 【 【ngkngk蜂蜂蜂蜂窝窝窝窝陶瓷陶瓷陶瓷陶瓷载载载载体介体介体介体介绍绍绍绍蜂蜂蜂蜂窝窝窝窝陶瓷陶瓷陶瓷陶瓷载载载载体介体介体介体介绍绍绍绍】 】 】 】 】 】 】 】 jb-052073/confidential ngkngk堇青石蜂窝陶瓷载体堇青石蜂窝陶瓷载体堇青石蜂窝陶瓷载体堇青石蜂窝陶瓷载体堇青石蜂窝陶瓷载体堇青石蜂窝陶瓷载体堇青石蜂窝陶瓷载体堇青石蜂窝陶瓷载体 的主要物性的主要物性的主要物性的主要物性的主要物性的主要物性的主要物性的主要物性(6.5/400)(6.5/400) 1.03 热冲击抗力mpa burner spalling测试max.970x10cycles 105压缩强度kg/cm2 1.03均衡力mpa 气孔率% 0.2单位重量细孔容量cm3/g 3高温稳定率%1454x10min 1410软化温度 0.2单位热能消耗cal/ 1.25热膨胀率x10-6/40-800 堇青石 2mgo-2al2o3-5sio2 结晶体结构 物性物性物性物性项目项目项目项目 jb-052073/confidential itemsunit 6.5/4004.3/4004.3/600 气孔率气孔率气孔率气孔率%353535 壁厚壁厚壁厚壁厚mm0.1650.1100.110 孔外径孔外径孔外径孔外径mm1.271.271.04 开孔率开孔率开孔率开孔率%75.783.480.0 内孔径内孔径内孔径内孔径mm1.111.160.93 单位体积对应的表面积单位体积对应的表面积单位体积对应的表面积单位体积对应的表面积 （gsa） cm2/cm327.428.834.4 %100105126 比重比重比重比重g/cm30.420.290.35 热容量热容量热容量热容量% *100 3.5/600 35 0.090 1.04 83.4 0.95 35.1 128 0.29 696983 蜂孔结构蜂孔结构蜂孔结构蜂孔结构 mil / cpi2 背压损失背压损失背压损失背压损失%10081131119 ngkngk堇青石蜂窝陶瓷载体的参数堇青石蜂窝陶瓷载体的参数堇青石蜂窝陶瓷载体的参数堇青石蜂窝陶瓷载体的参数堇青石蜂窝陶瓷载体的参数堇青石蜂窝陶瓷载体的参数堇青石蜂窝陶瓷载体的参数堇青石蜂窝陶瓷载体的参数(6.5/400)(6.5/400) jb-052073/confidential 蜂孔结构说明蜂孔结构说明蜂孔结构说明蜂孔结构说明蜂孔结构说明蜂孔结构说明蜂孔结构说明蜂孔结构说明 t p hd -壁厚 （mm mil ）: t - 蜂孔外径（mm）: p - 蜂孔密度（cpsi, ）: n n=(25.4/p)2 - 开孔率: (p - t) / p)2x 100 - 内孔径（mm）: p - t 4xarea/ circum. length = 4(p-t) 2 / 4(p-t)=p-t -单位体积对应的表面积 gsa（cm2/cm3）: 40 x (p - t) / p2 ratio jb-052073/confidential specific surface area of coat 100 m2/g coating amount150 g/l specific surface area of catalyst 1l specific surface area specific surface of substrate ngkngk蜂窝陶瓷载体的表面积蜂窝陶瓷载体的表面积蜂窝陶瓷载体的表面积蜂窝陶瓷载体的表面积蜂窝陶瓷载体的表面积蜂窝陶瓷载体的表面积蜂窝陶瓷载体的表面积蜂窝陶瓷载体的表面积 (6.5/400 1l)陶瓷载体的表面积相当于陶瓷载体的表面积相当于陶瓷载体的表面积相当于陶瓷载体的表面积相当于2个足球场个足球场个足球场个足球场 ！ jb-052073/confidential 6969 0.290.29 128128 83.483.4 0.090/1.040.090/1.04 3535 3.5/6003.5/600 83836969100100%热热热热容量容量容量容量热热热热容量容量容量容量 0.350.350.290.290.420.42g/cmg/cm 3 3 比重比重比重比重比重比重比重比重 126126105105100100%单单单单位体位体位体位体积对应积对应积对应积对应的表面的表面的表面的表面积积积积单单单单位体位体位体位体积对应积对应积对应积对应的表面的表面的表面的表面积积积积 80.080.083.483.475.775.7%开开开开孔率孔率孔率孔率开开开开孔率孔率孔率孔率 0.110/1.040.110/1.040.110/1.270.110/1.270.165/1.270.165/1.27mmmm蜂孔壁厚蜂孔壁厚蜂孔壁厚蜂孔壁厚蜂孔壁厚蜂孔壁厚蜂孔壁厚蜂孔壁厚/ /蜂孔外径蜂孔外径蜂孔外径蜂孔外径蜂孔外径蜂孔外径蜂孔外径蜂孔外径 353535353535%材料透气率材料透气率材料透气率材料透气率材料透气率材料透气率材料透气率材料透气率 4.3/6004.3/6004.3/4004.3/4006.5/4006.5/400 方形孔方形孔方形孔方形孔方形孔方形孔方形孔方形孔 蜂孔蜂孔蜂孔蜂孔结结结结构构构构蜂孔蜂孔蜂孔蜂孔结结结结构构构构 ( mil/cpi( mil/cpi ) ) 单单单单位位位位单单单单位位位位项项项项目目目目项项项项目目目目 蜂蜂蜂蜂窝结窝结窝结窝结构构构构性能性能性能性能蜂蜂蜂蜂窝结窝结窝结窝结构构构构性能性能性能性能 6.5/4004.3/400 0 20 40 60 80 100 120 140 160 相相相相对对对对数数数数值值值值% 热热热热容量容量容量容量gsa 4.3/600 17 % 31 % 5% 26% 3.5/600 31 % 28% betterbetterbetterbetter jb-052073/confidential 31% 19% 19% 0 20 40 60 80 100 120 140 160 123456 流量流量流量流量 nm3/min 背背背背压损压损压损压损失失失失 % 尺寸尺寸尺寸尺寸: 118.4mm x 127mml 温度温度温度温度:800 degree c wash coat:0g/l 3.5/600 4.3/400 4.3/600 6.5/400 背背背背压压压压比比比比较较较较背背背背压压压压比比比比较较较较 ( (模模模模拟拟拟拟模模模模拟拟拟拟) ) pressure drop 4.3/600 3.5/600 6.5/400 4.3/400 pressure droppressure drop 4.3/600 3.5/600 6.5/400 4.3/400 4.3/400 jb-052073/confidential 特性比较特性比较特性比较特性比较特性比较特性比较特性比较特性比较 热容量和单位体积的表面积热容量和单位体积的表面积热容量和单位体积的表面积热容量和单位体积的表面积（gsa） 0 20 40 60 80 100 120 140 160 相相相相对对对对数数数数值值值值 % 6.5/4004.3/4004.3/600 thermal capacitygsa 3.5/600 31% (69) 26% (126) 17% (83) 5% (105) 31% (69) 28% (128) 单位体积对应的表面积越大单位体积对应的表面积越大单位体积对应的表面积越大单位体积对应的表面积越大，催化效率越高催化效率越高催化效率越高催化效率越高 / 低热容量利于快速催化工作低热容量利于快速催化工作低热容量利于快速催化工作低热容量利于快速催化工作 jb-052073/confidential 背压损失背压损失背压损失背压损失背压损失背压损失背压损失背压损失( (估计估计估计估计估计估计估计估计) ) 0 20 40 60 80 100 120 140 6.5/4004.3/4004.3/6003.5/600 pres s ure d rop ,% 尺寸尺寸尺寸尺寸:d105.7x101.6l 流量流量流量流量:5nm3/min 温度温度温度温度:900 19% 31% 19% 低背压有利于降低燃费低背压有利于降低燃费低背压有利于降低燃费低背压有利于降低燃费，改善动力输出改善动力输出改善动力输出改善动力输出 jb-052073/confidential 薄壁薄壁薄壁薄壁薄壁薄壁薄壁薄壁的技术优势的技术优势的技术优势的技术优势的技术优势的技术优势的技术优势的技术优势 jb-052073/confidential 1. 催化剂转化的改善催化剂转化的改善催化剂转化的改善催化剂转化的改善 - 对排放的要求越来越严格对排放的要求越来越严格对排放的要求越来越严格对排放的要求越来越严格(sulev, pzev) 超薄型载体的优势超薄型载体的优势 2.三元催化器成本控制的要求三元催化器成本控制的要求三元催化器成本控制的要求三元催化器成本控制的要求 - 同一排放要求标准下可减小体积同一排放要求标准下可减小体积同一排放要求标准下可减小体积同一排放要求标准下可减小体积 jb-052073/confidential 载体体积的降低载体体积的降低载体体积的降低载体体积的降低载体体积的降低载体体积的降低载体体积的降低载体体积的降低 - - 三元催化剂成本控制的要求三元催化剂成本控制的要求三元催化剂成本控制的要求三元催化剂成本控制的要求三元催化剂成本控制的要求三元催化剂成本控制的要求三元催化剂成本控制的要求三元催化剂成本控制的要求 - - 催化器成本控制催化器成本控制催化器成本控制催化器成本控制,同样的排放水平下可降低体积同样的排放水平下可降低体积同样的排放水平下可降低体积同样的排放水平下可降低体积 0.02 0.03 0.04 0.05 0.06 0.07 0.08 0.20.30.40.50.60.70.80.911.11.2 陶瓷载体的体积陶瓷载体的体积陶瓷载体的体积陶瓷载体的体积 (liters) hc的排放值的排放值的排放值的排放值 (g/mile) 6/400 4/600 3/600 4.3/600 (0.7) 3.5/600 (0.59) 6.5/400 (1.0) la-4mode/96tlev-l4-2.2liter 汽油发动机汽油发动机汽油发动机汽油发动机 体积体积(pgm)(pgm)减少减少 4.3/400 30%4.3/400 30% 3.5/600 40%3.5/600 40% jb-052073/confidential 对载体的要求对载体的要求对载体的要求对载体的要求对载体的要求对载体的要求对载体的要求对载体的要求 汽车厂家方面汽车厂家方面汽车厂家方面汽车厂家方面 对应载体对应载体对应载体对应载体 低燃耗 高动力输出 快速工作快速工作快速工作快速工作 ?薄壁 ?低孔密度 4.3mil/600cpsi 3.5mil/600cpsi 4.3mil/400cpsi 6.5mil/400cpsi ?薄壁 ?高孔密度 低热质 低背压 几何表面积大 高转化效率高转化效率高转化效率高转化效率 清洁排放清洁排放清洁排放清洁排放 jb-052073/confidential 4.3mil & 3.5mil4.3mil & 3.5mil应用实例应用实例应用实例应用实例应用实例应用实例应用实例应用实例 jb-052073/confidential 戴姆勒戴姆勒戴姆勒戴姆勒-克莱斯勒克莱斯勒克莱斯勒克莱斯勒s/cl-class 排放目标排放目标排放目标排放目标: ulev / euro 4 发动机发动机发动机发动机: v12 前置催化器 3/600 substrate 前置催化器 3/600 substrate 底盘催化器 4/400 substrate sae paper # 1999-01-0272, by daimlerchrysler ag, degussa ag, ngk insulators, ltd, ngk europe gmbh jb-052073/confidential bmw 7 & 5 series 排放目标排放目标排放目标排放目标:欧欧欧欧3/lev 发动机发动机发动机发动机:lev v-8 engine cyl. 1cyl. 1- -4 4cyl. 5cyl. 5- -8 8 cylinder manifolds with pre catalystcylinder manifolds with pre catalyst (4/400)(4/400) sae paper # 1999-01-0767, by bmw ag, friedrich boysen gmbh&co.kg, ngk insulators, ltd, ngk europe gmbh jb-052073/confidential 催化剂涂敷方法催化剂涂敷方法催化剂涂敷方法催化剂涂敷方法催化剂涂敷方法催化剂涂敷方法催化剂涂敷方法催化剂涂敷方法 jb-052073/confidential 浸入法浸入法浸入法浸入法 真空吸入法真空吸入法真空吸入法真空吸入法 absorb absorb 为了避免涂敷在载体外壁表面为了避免涂敷在载体外壁表面为了避免涂敷在载体外壁表面为了避免涂敷在载体外壁表面. 典型的涂敷方法典型的涂敷方法典型的涂敷方法典