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蓄熱體是一類重要的無機(jī)非金屬材料,按其氣孔在空間的分布,可分為蜂窩蓄熱體和泡沫陶瓷兩類。多孔蜂窩蓄熱體的制造方法起始于50年代,但它被工業(yè)所利用卻是近20多年的事。日本、德國及美國等工業(yè)發(fā)達(dá)國家從70年代就開始致力于多孔蜂窩蓄熱體的研究。并相繼將其應(yīng)用于汽車尾氣凈化、熔融金屬過濾及催化劑載體等方面。我國從80年代中期才開始這方面的研究,但已取得較好的進(jìn)展。
蜂窩蓄熱體要有合適的孔隙結(jié)構(gòu)或開孔率:載體不應(yīng)該阻止發(fā)動(dòng)機(jī)氣體的排放,以免影響發(fā)動(dòng)機(jī)的性能,而排氣阻力的主要影響因素就是開孔率,開孔率的多少要規(guī)定在一定的范圍內(nèi)。
蜂窩蓄熱體要具備低的熱容量和高的導(dǎo)熱率:熱容量低可以縮短催化劑到達(dá)催化反應(yīng)溫度的時(shí)間,高的熱導(dǎo)率不但可以提高催化劑的溫度速率,還可以使得載體的溫度分布較為均勻。
產(chǎn)生坯體(蓄熱體)收縮不均勻的原因是很多的,大致可分為坯體本身的原因和干燥處理中的原因。
在干燥中其本身的原因可能有:
①坯體泥料中粘性物質(zhì)太多或太少并分布不勻,原料顆拉度大小相差過大,混合不均勻等,在干燥時(shí)易產(chǎn)生開裂。
②坯體含水量太大或水分分布不均,在干燥中也易產(chǎn)生開裂。
③粒子的定向排列而造成的收縮不勻、在干燥時(shí)易產(chǎn)生變形。
④坯體結(jié)構(gòu)復(fù)雜,厚薄不勻,設(shè)計(jì)不合理,也易產(chǎn)生開裂。
熱震穩(wěn)定性欠佳 蓄熱體在使用中,要交替通過高溫?zé)煔夂屠淇諝猓瑢?duì)于蓄熱箱中某一點(diǎn)來講,其溫度要周期性地快速升高和降低100-200℃,這種熱沖擊對(duì)蓄熱體材料有一定的破壞作用。對(duì)于某一時(shí)刻來講,蓄熱箱內(nèi)各處有較大溫差,對(duì)于單塊蓄熱體來講,各部位的溫差會(huì)在材料內(nèi)部形成熱應(yīng)力。如果材料的熱震穩(wěn)定性欠佳,便會(huì)在投入使用后不久,由于這些熱沖擊和熱應(yīng)力面產(chǎn)生裂紋,甚至破碎。一般來說,裂紋并不對(duì)使用造成明顯影響,但如果破損嚴(yán)重,則會(huì)堵塞流通道或是被吹出蓄熱室后在蓄熱室內(nèi)形成空洞,使蓄熱室不能正常發(fā)揮作用。