中國粉體網(wǎng)訊 高嶺土是以高嶺石族粘土礦物為主的粘土或粘土巖，主要成分為氧化鋁和氧化硅，含少量的氧化鐵、氧化鈦等雜質(zhì)。目前主要應(yīng)用于陶瓷、造紙、橡塑、搪瓷、涂料等領(lǐng)域，其中陶瓷是高嶺土最大應(yīng)用市場。
陶瓷用高嶺土總體情況
陶瓷產(chǎn)品的三大基礎(chǔ)原料為塑性原料、瘠性原料和熔劑原料，其中塑性原料主要是黏土類礦物原料，以高嶺土為主。
來源：龍高股份
高嶺土在陶瓷中的作用是引入Al2O3，可以提高其化學(xué)穩(wěn)定性和燒結(jié)強(qiáng)度，在燒成中高嶺土分解生成的莫來石是形成坯體強(qiáng)度的主要框架，可防止制品的變形，使燒成溫度變寬，還能使坯體具有一定的白度。同時(shí)，高嶺土具有一定的可塑性、粘結(jié)性、懸浮性和結(jié)合能力，可使瓷泥瓷釉的成形性得到改善，更利于車坯、注漿、陶瓷成形等加工過程。
陶瓷領(lǐng)域的應(yīng)用一般需要高嶺土的粒度越細(xì)越好，使瓷泥具有良好的可塑性和干燥強(qiáng)度。此外，高嶺土中高嶺石結(jié)晶程度的差異也會(huì)影響瓷坯的工藝性能，結(jié)晶程度好，則可塑性、結(jié)合能力就低，干燥收縮小，燒結(jié)溫度高，雜質(zhì)含量少，反之，則其可塑性就高，干燥收縮大，燒結(jié)溫度較低，相應(yīng)雜質(zhì)含量也偏高。
近幾年來，全球陶瓷市場的總產(chǎn)量穩(wěn)步上升，陶瓷市場需求呈現(xiàn)藝術(shù)化、多元化、個(gè)性化和配套化的特點(diǎn)。為應(yīng)對國內(nèi)外市場需求的變化，我國陶瓷行業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)正在調(diào)整，這將擴(kuò)大對高嶺土需求量的同時(shí)也將推動(dòng)我國高嶺土產(chǎn)品往中高品位發(fā)展。
陶瓷行業(yè)新寵——蜂窩陶瓷
蜂窩陶瓷是一種多孔性的工業(yè)用陶瓷，其內(nèi)部構(gòu)造是許多貫通的平行通道，這些蜂窩體單元由不同形狀的格子狀的薄的間壁分割而成。與一般的實(shí)心塊狀陶瓷相比，蜂窩陶瓷具有比表面積大、質(zhì)輕、熱膨脹系數(shù)低、比熱容大、導(dǎo)熱性能好、抗熱震性好等優(yōu)異特性。
蜂窩陶瓷自問世以來，發(fā)展趨向多樣化，主要材質(zhì)有堇青石、鈦酸鋁、碳化硅、氧化鋯、氮化硅、剛玉、莫來石、石英等，也可以是其中兩種或多種復(fù)合而成。目前蜂窩陶瓷按照應(yīng)用領(lǐng)域可分為蓄熱體、催化劑載體、過濾材料等。
來源：國瓷材料
2021年7月，堪稱全球最嚴(yán)排放標(biāo)準(zhǔn)的國六標(biāo)準(zhǔn)正式實(shí)施，距離國六實(shí)施半年后，我國又印發(fā)《“十四五”節(jié)能減排綜合工作方案》，提出要全面實(shí)施汽車國六排放標(biāo)準(zhǔn)和非道路移動(dòng)柴油機(jī)械國四排放標(biāo)準(zhǔn)，基本淘汰國三及以下排放標(biāo)準(zhǔn)汽車。全面實(shí)施汽車國六排放標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)一步帶來蜂窩陶瓷的需求量。根據(jù)奧福環(huán)保招股說明書測算，2025年蜂窩陶瓷載體全球市場規(guī)模將超過280億元。對于我國而言，2025年國內(nèi)商用車蜂窩陶瓷載體和乘用車蜂窩陶瓷載體的市場規(guī)模預(yù)計(jì)分別為1.18億升和1.42億升，合計(jì)對應(yīng)近100億元市場空間。國產(chǎn)蜂窩陶瓷高端市場滲透率將不斷提升。
此外，工信部發(fā)布《重點(diǎn)新材料首批次應(yīng)用示范指導(dǎo)目錄（2018年版）》對高性能蜂窩陶瓷載體提出明確要求。綜合來說，為了滿足更高的排放標(biāo)準(zhǔn)，蜂窩陶瓷載體需要提高尾氣的處理效率，其主要的發(fā)展趨勢是：高孔密度、薄壁化、低熱膨脹系數(shù)，另外，DPF、GPF還需滿足高孔隙率、窄孔徑分布和低熱膨脹系數(shù)的要求。這就要求作為主流催化劑載體的堇青石蜂窩陶瓷具有更好的抗熱震性能，其熱膨脹系數(shù)必須達(dá)到足夠低的水平。
高嶺土：助力蜂窩陶瓷搶占高端市場
蜂窩陶瓷上游原材料主要包括高嶺土、沸石、滑石、鋁土、添加劑等，合計(jì)占蜂窩陶瓷生產(chǎn)成本約48%，成本占比較大。在制備國六標(biāo)準(zhǔn)的蜂窩陶瓷時(shí)，高嶺土的質(zhì)量和性能參數(shù)對于蜂窩陶瓷的最終性能有很大影響。
眾所周知，高嶺土是片狀結(jié)晶，因此不論從其化學(xué)成分還是晶體結(jié)構(gòu)上看，高嶺土都應(yīng)作為合成堇青石的主要原料。高純的片狀原料有助于降低蜂窩陶瓷的熱膨脹系數(shù)；堇青石單晶的熱膨脹系數(shù)為各向異性，a、b軸為正膨脹，c軸呈現(xiàn)為負(fù)膨脹。堇青石蜂窩陶瓷載體多采用擠出成型，采用片狀原材料在擠出成型通過模具時(shí)，泥料顆粒間受相互剪切作用，使片狀原料沿著蜂窩格子壁面上定向排列，堇青石的結(jié)晶在燒成時(shí)以定向排列的原料為基準(zhǔn)生成，從而降低其熱脹系數(shù)。
此外，適度的SiO2含量，使得蜂窩陶瓷有較高的熱穩(wěn)定性，較高的Al2O3含量有助于提高陶瓷的抗壓強(qiáng)度和耐磨性。CaO含量應(yīng)低，減少燒結(jié)過程中的膨脹和收縮問題。超低的K2O和Na2O含量解決了蜂窩陶瓷燒結(jié)過程中的膨脹和熔融問題。
小結(jié)
高嶺土原材料是蜂窩陶瓷工藝過程能夠順利進(jìn)行的重要因素，更是蜂窩陶瓷發(fā)揮優(yōu)異性能的重要保證。目前車載蜂窩陶瓷所用的高嶺土，大多為進(jìn)口高嶺土，國內(nèi)需加強(qiáng)研究，進(jìn)一步提高國產(chǎn)化替代。
參考資料：
馮勝雷等.超低熱膨脹系數(shù)堇青石蜂窩陶瓷的原材料特性
龍巖高嶺土股份有限公司招股說明書
李合等.高嶺土在蜂窩陶瓷中的應(yīng)用
郝立苗等.蜂窩陶瓷的研究現(xiàn)狀及應(yīng)用
非金屬礦開發(fā)應(yīng)用.上海磐石推出車載蜂窩陶瓷專用高嶺土，助力關(guān)鍵材料國產(chǎn)化替代
東北證券.聚焦高嶺土主業(yè)，龍高股份：內(nèi)生外延拓發(fā)展，傳統(tǒng)行業(yè)加速轉(zhuǎn)型
（中國粉體網(wǎng)編輯整理/黑金）
注：圖片非商業(yè)用途，存在侵權(quán)告知?jiǎng)h除！
