സെറാമിക് സബ്‌സ്‌ട്രേറ്റ് എന്താണ്?

1970-കളുടെ തുടക്കത്തിൽ കോർണിംഗ് സിന്തറ്റിക് കോർഡിയറൈറ്റും സെറാമിക് ഹണികോമ്പ് എക്സ്ട്രൂഷനുള്ള ഡൈയും വികസിപ്പിച്ചപ്പോൾ മുതൽ മൊബൈൽ എമിഷൻ നിയന്ത്രണത്തിന്റെ കാതലാണ് സെറാമിക് സബ്‌സ്‌ട്രേറ്റുകൾ. ഹണികോമ്പ് സബ്‌സ്‌ട്രേറ്റുകൾ ഓരോ അറ്റത്തും തുറന്നിരിക്കുന്ന ആയിരക്കണക്കിന് ചെറുതും സമാന്തരവുമായ ചാനലുകളാൽ നിറഞ്ഞിരിക്കുന്നു, ഇത് വാഹനത്തിന്റെ എക്‌സ്‌ഹോസ്റ്റ് ഒഴുകാൻ അനുവദിക്കുന്നു. കാറ്റലറ്റിക് പ്രവർത്തനത്തെ പിന്തുണയ്ക്കുന്നതിന് ഈ ചാനലുകൾ ഒരു വലിയ ഇന്റീരിയർ ഉപരിതല വിസ്തീർണ്ണം നൽകുന്നു. അടിവസ്ത്രം ഒരു സോഡ ക്യാനിന്റെ വലുപ്പമുള്ളതാണെങ്കിൽ, അതിന്റെ ആന്തരിക ഉപരിതലത്തിന് (ഉയർന്ന ഉപരിതല വിസ്തീർണ്ണമുള്ള വാഷ്‌കോട്ട് ഉൾപ്പെടെ) ഒരു അമേരിക്കൻ ഫുട്ബോൾ മൈതാനത്തിന്റെ വലുപ്പമുള്ള ഉപരിതല വിസ്തീർണ്ണമുണ്ട്.

ഈ സബ്‌സ്‌ട്രേറ്റുകൾക്ക് 1100°C (2000°F) ലധികം ഉയർന്ന താപനിലയെ നേരിടാൻ കഴിയും, കൂടാതെ അത്യധികം താപ ആഘാത പ്രതിരോധശേഷിയുള്ളവയുമാണ് (അതിനാൽ അവ തണുത്ത പ്രഭാതങ്ങളിൽ വേഗത്തിലുള്ള ചൂടിനെ അതിജീവിക്കും). ഈ സബ്‌സ്‌ട്രേറ്റുകൾക്ക് വളരെ പൊരുത്തപ്പെടാൻ കഴിയും, കൂടാതെ ഗ്യാസോലിൻ, ഡീസൽ, പ്രകൃതിവാതകം, ഹൈഡ്രജൻ, മറ്റ് ഇന്ധനങ്ങൾ എന്നിവയിൽ നിന്നുള്ള മലിനീകരണം ഇല്ലാതാക്കുന്നതിന് വൈവിധ്യമാർന്ന കാറ്റലിസ്റ്റ് ഫോർമുലേഷനുകൾ സ്വീകരിക്കാനും കഴിയും.

പൂർത്തിയാക്കിയ സബ്‌സ്‌ട്രേറ്റ് ഉചിതമായ കാറ്റലറ്റിക് വസ്തുക്കളുടെ സംയോജനത്താൽ പൂശിയിരിക്കുന്നു, ഇത് അതിനെ ഒരു ചെറിയ കെമിസ്ട്രി ലാബാക്കി മാറ്റുകയും വലിയ അളവിലുള്ള എക്‌സ്‌ഹോസ്റ്റിനെ കാര്യക്ഷമമായി കൈകാര്യം ചെയ്യാൻ അനുവദിക്കുകയും ചെയ്യുന്നു. പ്രവർത്തനക്ഷമമായ ഒരു എഞ്ചിന്റെ ഉയർന്ന താപനിലയിൽ, നൈട്രജൻ ഓക്‌സൈഡുകൾ, കാർബൺ മോണോക്‌സൈഡ് തുടങ്ങിയ എക്‌സ്‌ഹോസ്റ്റ് വാതകങ്ങൾ കാറ്റലിസ്റ്റിനെ കണ്ടുമുട്ടുകയും നിരുപദ്രവകരമായ നൈട്രജനും വെള്ളവും കുറഞ്ഞ ദോഷകരമായ കാർബൺ ഡൈ ഓക്‌സൈഡുമായി പരിവർത്തനം ചെയ്യപ്പെടുകയും ചെയ്യുന്നു.

ആദ്യത്തെ വാണിജ്യ സെറാമിക് സബ്‌സ്‌ട്രേറ്റുകൾ കുറഞ്ഞ സെൽ സാന്ദ്രത (ഏകദേശം 200 സെല്ലുകൾ/ഇഞ്ച്) ആയിരുന്നു, കട്ടിയുള്ള ഭിത്തികളും (ഏകദേശം 12 മിൽ അല്ലെങ്കിൽ 0.012” അല്ലെങ്കിൽ 0.3 മില്ലീമീറ്റർ) എഞ്ചിൻ ഡിസ്‌പ്ലേസ്‌മെന്റിന്റെ നാലിരട്ടി സബ്‌സ്‌ട്രേറ്റ് വോളിയവും (അതായത്, എഞ്ചിന്റെ സിലിണ്ടർ വോളിയം) ആയിരുന്നു. മെറ്റീരിയലും പ്രോസസ്സിംഗ് സാങ്കേതികവിദ്യയും പുരോഗമിക്കുമ്പോൾ, ഉയർന്ന സെൽ സാന്ദ്രത, നേർത്ത ഭിത്തികൾ, ഉയർന്ന പോറോസിറ്റികൾ എന്നിവ സാധ്യമായി.

ഇന്നത്തെ ശരാശരി യുഎസ് ഗ്യാസോലിൻ അല്ലെങ്കിൽ ഹൈബ്രിഡ് സെഡാനിൽ, കർശനമായ യുഎസ് വാതക ഉദ്‌വമന മാനദണ്ഡങ്ങൾ പാലിക്കുന്നതിനായി രണ്ടോ മൂന്നോ സബ്‌സ്‌ട്രേറ്റുകൾ പ്രവർത്തിക്കുന്നു. എഞ്ചിനിൽ നിന്ന് തന്നെ, ഉയർന്ന സെൽ സാന്ദ്രതയുള്ള ക്ലോസ്-കപ്പിൾഡ് സബ്‌സ്‌ട്രേറ്റ്(കൾ) പ്രാരംഭ വാതക പരിവർത്തനങ്ങൾ നടത്താൻ കാറ്റലിസ്റ്റിനെ അനുവദിക്കുന്നതിന് ധാരാളം ജ്യാമിതീയ ഉപരിതല വിസ്തീർണ്ണം നൽകുന്നു. അണ്ടർഫ്ലോർ സ്ഥാനത്ത്, അന്തിമ ഉദ്‌വമനം വൃത്തിയാക്കാൻ സഹായിക്കുന്നതിന് സാധാരണയായി ഒരു താഴ്ന്ന സെൽ സാന്ദ്രത സബ്‌സ്‌ട്രേറ്റ് ഉണ്ട്.