先进制造领域关键技术(29)————汽车尾气三元催化技术
一、技术概述  
     汽车以三种方式向大气排放污染物：尾气排放、曲轴箱通风和燃油蒸发。其中尾气排放影响最大，其主要污染成分是CO，HC和NOx，汽车尾气三元催化转化器（简称催化器）是安装于汽车排气系统中的最重要的机外净化装置，它可将这些有害气体通过氧化和还原作用转变为无害的CO2，H2O和N2。
  
    催化器中心是多空蜂窝陶瓷载体，孔多而壁薄，使废气通过时有很多接触机会，又不产成较大的背压（排气阻力）。载体材料一般是高纯度的堇青石，具有适当的吸水性，以便催化剂的涂附，并有极低的热膨胀系数，以使在反复承受热冲击的情况下，不产生大的应力变化和疲劳破损。
  
    载体表面涂有很薄的催化剂涂层，其中直接起催化作用的主要是铂族贵金属（铂Pt、铑Rd、钯Pd），稀土材料铈Ce和镧La的氧化物具有储氧功能，并有助催化的作用，将上述多种材料按一定比例（配方）制成催化剂，能收到最佳的催化效果。由于贵金属价格昂贵，催化剂中的贵金属含量低就成了它的水平和市场竞争力的标志。
  催化剂的主要技术指标是对废气中三种主要有害成分的转化效率，一般都应在80％以上，起燃温度T50是检验低温下催化剂活性的重要指标，对冷启动时废气的转化作用有重要影响，一般在300度以下。高温抗老化性能也是重要的技术指标，一般在80000公里时，劣化系数应小于1．2。
    
     二、现状及国内外发展趋势  
     美国、欧洲及日本代表着当今世界汽车工业发展潮流。美国对汽车排放控制起步早、进程快、要求高，尤其是美国的加州，其法规是世界上最严格的。欧洲排放控制起步较慢，法规较松，但2005年后，排放控制也要达到美国当时水平。
  日本为了适应国内环境保护和出口国外需要，排放控制技术发展很快。三元催化技术是机外净化最成功最有效的方法，国外应用取得了很大的成功，目前正向低贵金属含量、紧密偶合型、电加温型和柴油机微粒控制等方向发展。  
     三、“十五”目标及主要研究内容  
     随着汽油机和柴油机电子控制技术在近期内在国内的广泛应用和排放法规将进一步加严，尾气催化转化器将在我国大量使用。
  
    ①目标：完成关键技术攻关和新产品开发及推广应用，加速新产品产业化工程建设。
    ②主要研究内容：低膨胀，耐高温，高强度，多孔隙的蜂窝陶瓷载体；高稀土，低贵金属含量的催化剂；催化剂的涂附技术和催化转化器的设计制造技术；催化器与整车排放系统的匹配技术；紧密偶合型   、电加温型和柴油机微粒控制催化器技术。
    
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