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NanoFoil® 基础知识:活化第一部分

其核心是 NanoFoil

®就是铝和镍在等待发生化学反应。 在成千上万个交替的原子层中蕴含着大量的能量和热量。每个铝原子层都在等待合适的能量进入镍层并结合--每克材料可释放高达 1250 焦耳的能量,温度高达 1500ºC (2730ºF)。

But, why don’t nickel and aluminum just react in real life? And more importantly, how do we make the NanoFoil react to release heat precisely where we want it?

要回答前一个问题,需要回到基础化学和一个叫做活化能的概念。活化能的定义是发生化学反应必须克服的能量。在日常使用中,当铝和镍相互接触时,它们不会发生反应,这是好事。试想一下,如果你的镍涂层镍与口袋里的铝钱夹发生反应......烫! 反应的活化能太高,无法自然促进这种反应。'

降低活化能的方法有几种,最常见的是通过催化剂,催化剂是一种能改变过渡态的物质,反过来又能降低反应的活化能。 就纳米箔而言,我们利用的不是化学改性剂,而是物理改性剂,即表面积。 By layering the aluminum and nickel atoms very thinly and in a very precise method, we rely on the increase in surface area to decrease the activation energy necessary to start the reaction…in most demos we use only a 9 volt battery! The second question is a frequent one fielded by Indium engineers, and worth a deeper look! 纳米涂层是如何激活/浸渍的?

我之所以用 "激活 "而不用 "点燃",是因为点燃意味着持续燃烧的开始,而纳米箔的反应持续时间不到一毫秒,只需要激活即可。

反应将以 250ºC 的局部热量或一种非常局部的能量形式开始。 关键在于让一种非常集中的能量形式与纳米箔接触。 用温度为 250ºC 的电阻烙铁的烙铁头接触纳米箔,比把纳米箔扔到加热到 250ºC 的热板上更有可能激活纳米箔。 一般来说,有三种类型的能量可以投入箔中激活它。

  1. 机械能
  2. 热能
  3. 电能

机械能- 在机械能的情况下,如果纳米微波垫片落在混凝土或坚硬的表面上,并且所有的冲击能都集中在边角上,就可以激活纳米微波垫片。一般情况下,纳米叶片不会因为接触而脱落,但纳米叶片和它本身之间的摩擦,以小碎片的形式,产生的能量足以激活纳米叶片。

Thermal Energy – In the case of thermal energy, as discussed above, a concentrated amount of 250C heat will activate the NanoFoil. In the case of ohmic heating, which is what we do in demos, by shorting the leads of a battery, the current must be 100-120Amps for a 15um contact diameter, and 250-300 Amps for a 300µm contact diameter. A hot filament or flame, such as a lighter, will also activate the NanoFoil.

Electrical Energy – In this case a spark will activate the NanoFoil, but it is about concentration of power, or power density. With a momentary point contact from an electrical probe, 10 Amps and 5 Volts is sufficient as long as it is POINT contact. The foil can be activated remotely through the use of a dedicated trace on a board, and this requires testing to determine the amount of energy that will travel the distance of the trace.

在下一篇博文中,我将介绍激光点火、ESD 敏感性以及 Indium 为控制激活而开发的一些工具。