సిరామిక్ సబ్‌స్ట్రేట్ అంటే ఏమిటి?

1970ల ప్రారంభంలో కార్నింగ్ సంస్థ సింథటిక్ కార్డియరైట్ మరియు సిరామిక్ హనీకోంబ్ ఎక్స్‌ట్రూషన్ కోసం డైని అభివృద్ధి చేసినప్పటి నుండి, మొబైల్ ఉద్గారాల నియంత్రణలో సిరామిక్ సబ్‌స్ట్రేట్‌లు కీలక పాత్ర పోషిస్తున్నాయి. ఈ హనీకోంబ్ సబ్‌స్ట్రేట్‌లు ప్రతి చివర తెరిచి ఉండే వేలాది చిన్న, సమాంతర ఛానెళ్లతో నిండి ఉంటాయి, ఇవి వాహనం యొక్క ఎగ్జాస్ట్ వాటి గుండా ప్రవహించడానికి వీలు కల్పిస్తాయి. ఈ ఛానెళ్లు ఉత్ప్రేరక చర్యకు మద్దతు ఇవ్వడానికి పెద్ద అంతర్గత ఉపరితల వైశాల్యాన్ని అందిస్తాయి. సబ్‌స్ట్రేట్ ఒక సోడా క్యాన్ పరిమాణంలో ఉన్నప్పుడు, దాని అంతర్గత ఉపరితలం (అధిక ఉపరితల వైశాల్యం గల వాష్‌కోట్‌తో సహా) ఒక అమెరికన్ ఫుట్‌బాల్ మైదానం పరిమాణంలో ఉపరితల వైశాల్యాన్ని కలిగి ఉంటుంది.

ఈ సబ్‌స్ట్రేట్‌లు 1100°C (2000°F) కంటే ఎక్కువ అధిక ఉష్ణోగ్రతలను తట్టుకోగలవు మరియు ఉష్ణఘాతాన్ని అత్యంతగా నిరోధించగలవు (తద్వారా అవి అతిశీతల ఉదయాలలో వేగంగా వేడెక్కడాన్ని తట్టుకుంటాయి). ఈ సబ్‌స్ట్రేట్‌లు చాలా అనుకూలమైనవి మరియు గ్యాసోలిన్, డీజిల్, సహజ వాయువు, హైడ్రోజన్ మరియు ఇతర ఇంధనాల నుండి కాలుష్యాన్ని తొలగించడానికి అనేక రకాల ఉత్ప్రేరక ఫార్ములేషన్‌లను స్వీకరించగలవు.

పూర్తయిన సబ్‌స్ట్రేట్‌కు తగిన ఉత్ప్రేరక పదార్థాల మిశ్రమంతో పూత పూయబడుతుంది, ఇది దానిని ఒక చిన్న రసాయన ప్రయోగశాలగా మార్చి, అధిక పరిమాణంలో వెలువడే వ్యర్థ వాయువులను సమర్థవంతంగా శుద్ధి చేయడానికి వీలు కల్పిస్తుంది. పనిచేస్తున్న ఇంజిన్‌లోని అధిక ఉష్ణోగ్రతల వద్ద, నైట్రోజన్ ఆక్సైడ్‌లు మరియు కార్బన్ మోనాక్సైడ్ వంటి వ్యర్థ వాయువులు ఉత్ప్రేరకాన్ని తాకి, హానిచేయని నైట్రోజన్ మరియు నీరుగాను, తక్కువ హానికరమైన కార్బన్ డయాక్సైడ్‌గాను మార్చబడతాయి.

మొట్టమొదటి వాణిజ్య సిరామిక్ సబ్‌స్ట్రేట్‌లు తక్కువ కణ సాంద్రతను (సుమారు 200 కణాలు/చదరపు అంగుళం), మందపాటి గోడలను (సుమారు 12 మిల్ లేదా 0.012” లేదా 0.3 మి.మీ.) కలిగి ఉండేవి. వీటి సబ్‌స్ట్రేట్ ఘనపరిమాణం, ఇంజిన్ డిస్‌ప్లేస్‌మెంట్ (అంటే, ఇంజిన్ సిలిండర్ ఘనపరిమాణం) కంటే సుమారు నాలుగు రెట్లు ఉండేది. పదార్థ మరియు ప్రాసెసింగ్ సాంకేతికత అభివృద్ధి చెందడంతో, అధిక కణ సాంద్రతలు, పలుచని గోడలు మరియు అధిక పోరసిటీలు సాధ్యమయ్యాయి.

నేటి సగటు US గ్యాసోలిన్ లేదా హైబ్రిడ్ సెడాన్‌లో, కఠినమైన US వాయు ఉద్గారాల ప్రమాణాలను పాటించడానికి రెండు లేదా మూడు సబ్‌స్ట్రేట్‌లు పనిచేస్తాయి. ఇంజిన్‌కు సమీపంలో, అధిక సెల్ సాంద్రత కలిగిన దగ్గరగా జతచేయబడిన సబ్‌స్ట్రేట్(లు) ఉత్ప్రేరకం ప్రాథమిక వాయు మార్పిడులు చేయడానికి వీలుగా చాలా జ్యామితీయ ఉపరితల వైశాల్యాన్ని అందిస్తాయి. ఫ్లోర్ కింద ఉండే స్థానంలో, తుది ఉద్గారాలను శుభ్రపరచడంలో సహాయపడటానికి సాధారణంగా తక్కువ సెల్ సాంద్రత కలిగిన సబ్‌స్ట్రేట్ ఉంటుంది.