三元催化器的組成是什么
三元催化器一般由殼體、載體總成和內(nèi)襯墊 3 部分組成,其內(nèi)部核心成分包含貴金屬催化劑、陶瓷載體和涂層。殼體多由不銹鋼板焊接而成,起到防護作用;載體常用堇青石材質(zhì)的陶瓷,為催化劑提供支撐;內(nèi)襯墊則保障其穩(wěn)定。而貴金屬催化劑促使有害氣體轉(zhuǎn)化,陶瓷載體承載催化劑,涂層提高使用壽命與性能,這些共同構(gòu)成了三元催化器的關(guān)鍵組成。
具體來說,殼體作為三元催化器的“外在鎧甲”,采用不銹鋼板材料精心焊接而成。不銹鋼材質(zhì)堅固耐用,能夠抵御外界的沖擊與各種復(fù)雜環(huán)境的侵蝕,對內(nèi)部的精密部件起到了可靠的保護作用。部分殼體設(shè)計為雙層結(jié)構(gòu),還有些在表面安裝了隔熱罩,這不僅增強了防護性能,還能有效防止氧化皮脫落,避免其造成催化劑堵塞,確保三元催化器的正常運行。
載體總成中的載體,多為整體式蜂窩狀陶瓷載體型,主要成分是堇青石。它通常經(jīng)過陶瓷材料的擠壓、干燥以及高溫燒結(jié)等一系列復(fù)雜工序制作而成。其物理形狀豐富多樣,有圓柱體、橢圓柱體等。目前市場上的主要產(chǎn)品規(guī)格多采用 400 目或 600 目陶瓷蜂窩載體。這種陶瓷載體就像是催化劑的“堅固基石”,為貴金屬催化劑提供了穩(wěn)定的支撐架構(gòu),使催化劑能夠更好地發(fā)揮作用。早期使用的氧化鋁球體載體,由于存在磨損快、阻力大等問題,已經(jīng)逐漸被淘汰。如今,90%的載體為陶瓷載體,主要由美國康寧公司和日本 NGK 公司生產(chǎn),其余則為金屬載體。金屬載體是用不銹鋼波紋板卷制而成,雖然幾何表面積大,但成本相對較高。
內(nèi)襯墊,夾在載體和殼體之間,由軟質(zhì)耐高溫材料制成,猶如一個“多功能緩沖帶”。它能讓載體的位置保持牢固,在三元催化器工作時,有效補償因熱脹冷縮產(chǎn)生的間隙,確保良好的氣密性,同時還具備隔熱功能。常見的內(nèi)襯墊材料有金屬和陶瓷兩種,它們各自發(fā)揮著獨特的作用,保障三元催化器穩(wěn)定運行。
再看內(nèi)部核心成分,貴金屬催化劑是三元催化器的“化學(xué)反應(yīng)引擎”,通常由鉑(Pt)、鈀(Pd)和銠(Rh)等稀有金屬制成。在高溫的排氣環(huán)境中,它能夠與一氧化碳(CO)、碳氫化合物(HC)和氮氧化物(NOx)等有害氣體發(fā)生神奇的化學(xué)反應(yīng),將這些對環(huán)境和人體有害的氣體轉(zhuǎn)化為無害氣體,從而實現(xiàn)汽車尾氣的凈化。
陶瓷載體作為催化劑的基礎(chǔ),除了提供物理支撐外,還具有良好的耐熱性和抗腐蝕性。常見的陶瓷載體成分有 Al?O?、SiO? 和 ZrO? 等,這些成分共同保障了催化劑在高溫、惡劣的排氣環(huán)境中依然能夠穩(wěn)定工作,為催化反應(yīng)提供了可靠的平臺。
涂層則像是一層“保護護盾”,主要用于保護陶瓷載體和貴金屬催化劑免受排氣的腐蝕。常見的涂層材料有粘土、氧化鋁和硅酸鹽等。它不僅能夠防止排氣中的有害物質(zhì)對內(nèi)部結(jié)構(gòu)的侵蝕,還可以提高三元催化器的整體壽命和性能,讓三元催化器能夠長期穩(wěn)定地發(fā)揮凈化尾氣的作用。
綜上所述,三元催化器的各個組成部分都扮演著不可或缺的角色。從外部的殼體、內(nèi)襯墊,到內(nèi)部的載體總成以及核心成分貴金屬催化劑、陶瓷載體和涂層,它們相互協(xié)作、相輔相成,共同構(gòu)建起一個高效的汽車尾氣凈化系統(tǒng),為減少汽車尾氣污染、保護環(huán)境貢獻著力量。
(圖/文/攝:太平洋汽車 整理于互聯(lián)網(wǎng))
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