A espuma de níquel é um material funcional composto por uma rede tri-dimensional de níquel metálico, preenchida com poros interconectados

A espuma de níquel é um material funcional composto por uma rede tri-dimensional de níquel metálico, preenchida com poros interconectados. Essa estrutura única confere alta porosidade, uma grande área de superfície específica, excelente condutividade térmica, alta resistência e resistência a altas-temperaturas, tornando-o um novo material altamente promissor para resistência a explosões e fogo.

一,Princípio de aplicação da espuma de níquel em materiais à prova de explosão-e retardantes de fogo-

O núcleo da tecnologia à prova de explosão-e à prova de fogo-está no efeito de "extinção", que evita a propagação de chamas. Seu princípio de funcionamento é o seguinte:

• Área superficial ultra{0}}grande e condução de calor: a espuma de níquel tem uma área superficial enorme (até milhares de metros quadrados por metro cúbico) e uma rede contínua de níquel metálico. Quando uma chama passa pelos seus poros, o esqueleto metálico da espuma de níquel absorve e dissipa rapidamente o calor da chama, baixando a temperatura dos gases em combustão para abaixo do seu ponto de ignição, extinguindo assim a chama.
• Canais estreitos e efeitos de parede: O tamanho dos poros da espuma de níquel pode ser controlado com precisão (geralmente definido por PPI (poros por polegada), como 30 PPI, 60 PPI e 100 PPI). Esses minúsculos poros atuam como incontáveis ​​canais microscópicos-de bloqueio de fogo. Quando uma chama entra nesses canais estreitos, o efeito de resfriamento das paredes do canal (efeito parede) faz com que a frente da chama seja quebrada e fragmentada, impedindo que ela continue a se propagar.
• Bloqueio mecânico e turbulência: a estrutura de rede tridimensional entrelaçada causa bloqueio mecânico e interferência no caminho de propagação da chama, gerando turbulência, destruindo ainda mais a estabilidade da chama e aumentando o efeito-retardador de fogo.

Em comparação com materiais-retardadores de fogo tradicionais (como tela de arame, cascalho e metal sinterizado), as vantagens da espuma de níquel são:

• Maior eficiência: a estrutura interconectada-tridimensional permite que a extinção ocorra em todo o volume, não apenas na superfície, resultando em maior eficiência.
• Menor resistência: a estrutura de poros regulares e interconectados oferece excelente desempenho-retardador de chama, além de oferecer resistência ao fluxo relativamente baixa para gases ou líquidos, resultando em menor queda de pressão.
• Integração estrutural: não serve apenas como elemento-retardador de chama, mas também possui resistência mecânica suficiente para servir como suporte estrutural, permitindo um design mais compacto.
• Alta personalização: Parâmetros como porosidade, diâmetro dos poros e espessura podem ser projetados e fabricados com precisão para atender diferentes condições operacionais (por exemplo, tipo de meio, pressão de explosão e velocidade da chama).

2,Cenários de aplicação específicos

Os corta-chamas de espuma de níquel são usados ​​​​principalmente em áreas industriais como petróleo, química, aeroespacial, novas energias, etc., onde a propagação de chamas de explosão precisa ser evitada.

1, respirador do tanque/válvula de alívio de pressão corta-chamas:

• Aplicação: Instalado na ventilação de um tanque de armazenamento para evitar que chamas externas entrem no tanque e causem explosão, e também para evitar que incêndios internos se espalhem para o exterior.
• Vantagens: Leve, eficiente e resistente à-corrosão (o material-à base de níquel oferece resistência inerente à corrosão e também pode ser tratado-na superfície).

2, Corta-chamas de tubulação:

• Aplicação: Instalado em tubulações de gases/líquidos inflamáveis ​​para evitar que chamas de explosão se propaguem ao longo da tubulação de um dispositivo para outro, alcançando o isolamento do sistema.
• Vantagens: Baixa resistência ao fluxo, reduzindo o consumo de energia; design compacto, adequado para instalação em espaço limitado.

3,Sistema de ventilação do tanque de combustível para veículos/construção naval:

• Aplicação: Usado em tanques de combustível de automóveis, aeronaves e navios para evitar ignição catastrófica de vapores de tanques de combustível devido a colisões ou raios.
• Vantagem: Leve, crucial para redução de peso nas indústrias aeroespacial e automotiva.

4, Novo Campo de Energia - Pacotes de Bateria de Lítio:

• Aplicação: Esta é atualmente uma área de aplicação muito popular e importante. Ela é instalada após a válvula-à prova de explosão (válvula de alívio de pressão) de baterias de lítio (especialmente fosfato de ferro-lítio e baterias ternárias).
• Princípio: Quando uma bateria sofre fuga térmica, ela ejeta gases de decomposição de eletrólitos quentes e inflamáveis ​​e partículas. Esses gases ejetados são altamente inflamáveis, formando jatos que podem inflamar toda a bateria. Os corta-chamas de espuma de níquel podem extinguir com eficácia essas chamas ejetadas, evitando a propagação do fogo e ganhando um tempo valioso para fuga e intervenção no sistema.
• Vantagem: Eles podem lidar com chamas contendo partículas de maneira eficaz, um desafio para muitos corta-chamas tradicionais.

5,Dispositivos Eletrônicos de Consumo Miniaturizados:

• Aplicação: À medida que os dispositivos se tornam cada vez mais potentes, os riscos associados às suas baterias internas tornam-se uma preocupação. Os corta-chamas de espuma de níquel miniaturizados podem ser usados ​​nos canais de alívio de pressão da bateria de produtos como drones-de última geração e wearables inteligentes.

6,Reatores e Incineradores de Processos Industriais:

• Aplicação: Instalado nas portas de entrada e exaustão do reator para evitar refluxo de chama durante anomalias no processo.

A espuma de níquel, com sua estrutura de rede tri{0}}dimensional exclusiva e excelentes propriedades físicas e químicas, demonstra um enorme potencial e vantagens insubstituíveis no campo de proteção contra explosão e incêndio, especialmente no mercado emergente e em rápido crescimento de segurança de baterias de novas energias. Com o aumento sem precedentes da atenção dada à segurança industrial e de baterias, espera-se que esse material de alto-desempenho evolua de uma "opção-de ponta" para uma "opção convencional" para proteção contra incêndio em diversas áreas importantes.