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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)。

但是,为什么镍和铝在现实生活中不发生反应呢?更重要的是,我们怎样才能让纳米箔发生反应,准确地在我们想要的地方释放热量?

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。 我们采用非常精确的方法将铝和镍原子非常薄地分层,依靠表面积的增加来降低启动反应所需的活化能......在大多数演示中,我们只使用 9 伏电池! 第二个问题是 Indium 工程师经常提出的问题,值得深入探讨! 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。

热能- 就热能而言,如上所述,250℃ 的集中热量将激活纳米箔。在欧姆加热的情况下,也就是我们在演示中通过短接电池引线所做的,对于 15 微米的触点直径,电流必须达到 100-120 安培,对于 300 微米的触点直径,电流必须达到 250-300 安培。 热灯丝或火焰,如打火机,也会激活纳米薄膜。

电能--在这种情况下,火花会激活纳米箔,但这与功率的集中或功率密度有关。只要是点接触,用电探头进行瞬间点接触,10 安培和 5 伏特的电压就足够了。 通过在电路板上使用专用迹线,可以远程激活纳米金属箔,这需要进行测试,以确定迹线所能传输的能量。

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。