رغوة النيكل هي مادة وظيفية مكونة من شبكة ثلاثية الأبعاد من النيكل المعدني، مملوءة بمسامات مترابطة

رغوة النيكل عبارة عن مادة وظيفية مكونة من شبكة{0}ثلاثية الأبعاد من النيكل المعدني، مملوءة بمسام مترابطة. يمنحها هذا الهيكل الفريد مسامية عالية، ومساحة سطحية كبيرة محددة، وموصلية حرارية ممتازة، وقوة عالية، ومقاومة عالية لدرجات الحرارة-، مما يجعلها مادة جديدة واعدة للغاية في مقاومة الانفجارات والحريق.

一,مبدأ تطبيق رغوة النيكل في مقاومة الانفجارات-والحرائق-

يكمن جوهر تقنية -مقاومة الانفجارات ومنع الحرائق-في تأثير "الإخماد"، الذي يمنع انتشار اللهب. مبدأ عملها هو كما يلي:

• مساحة سطح كبيرة جدًا- وتوصيل حراري: تتميز رغوة النيكل بمساحة سطحية هائلة (تصل إلى آلاف الأمتار المربعة لكل متر مكعب) وشبكة متواصلة من النيكل المعدني. عندما يمر اللهب عبر مسامه، يمتص الهيكل المعدني لرغوة النيكل حرارة اللهب بسرعة ويبددها، مما يخفض درجة حرارة الغازات المشتعلة إلى ما دون نقطة الاشتعال، وبالتالي ينطفئ اللهب.
• القنوات الضيقة وتأثيرات الجدار: يمكن التحكم بدقة في حجم مسام رغوة النيكل (يتم تحديده عادةً بواسطة PPI (المسام لكل بوصة)، مثل 30 PPI، و60 PPI، و100 PPI). تعمل هذه المسام الصغيرة كقنوات مجهرية لا تعد ولا تحصى لسد النار-. عندما يدخل اللهب إلى هذه القنوات الضيقة، فإن تأثير التبريد لجدران القناة (تأثير الجدار) يتسبب في كسر وتفتيت واجهة اللهب، مما يمنعها من الاستمرار في الانتشار.
• المنع الميكانيكي والاضطراب: يتسبب هيكل الشبكة المتشابكة -ثلاثي الأبعاد في الحجب والتداخل الميكانيكي لمسار انتشار اللهب، مما يؤدي إلى توليد اضطراب، وتدمير استقرار اللهب بشكل أكبر وتعزيز تأثير مثبط الحريق-.

بالمقارنة مع المواد التقليدية المقاومة للحريق-(مثل الشبكات السلكية والحصى والمعادن الملبدة)، فإن مزايا رغوة النيكل هي:

• كفاءة أعلى: يتيح الهيكل المترابط -الأبعاد الثلاثة إمكانية حدوث التبريد في كامل الحجم، وليس فقط على السطح، مما يؤدي إلى كفاءة أعلى.
• مقاومة أقل: يوفر هيكل المسام المنتظم والمترابط أداءً ممتازًا في مقاومة اللهب-وفي نفس الوقت يوفر مقاومة تدفق منخفضة نسبيًا للغازات أو السوائل، مما يؤدي إلى انخفاض انخفاض الضغط.
• التكامل الهيكلي: إنه لا يعمل فقط كعنصر مثبط للهب-ولكنه يمتلك أيضًا قوة ميكانيكية كافية للعمل كدعم هيكلي، مما يتيح تصميمًا أكثر إحكاما.
• قابلية تخصيص عالية: يمكن تصميم وتصنيع المعلمات مثل المسامية وقطر المسام والسمك بدقة لتناسب ظروف التشغيل المختلفة (على سبيل المثال، نوع الوسائط وضغط الانفجار وسرعة اللهب).

2، سيناريوهات تطبيق محددة

تُستخدم مانعات اللهب المصنوعة من رغوة النيكل بشكل أساسي في المجالات الصناعية مثل البترول والكيماويات والفضاء والطاقة الجديدة وما إلى ذلك حيث يجب منع انتشار لهب الانفجار.

1 ، استراحة الخزان / صمام تخفيف الضغط مانع اللهب:

• التطبيق: يتم تركيبه على فتحة تهوية الخزان لمنع دخول النيران الخارجية إلى الخزان والتسبب في حدوث انفجار، وكذلك لمنع انتشار الحرائق الداخلية إلى الخارج.
• المزايا: خفيف الوزن، وفعال، ومقاوم للتآكل- (توفر المادة القائمة على النيكل- مقاومة متأصلة للتآكل ويمكن أيضًا معالجة السطح-).

2 ، مانعات اللهب في خطوط الأنابيب:

• التطبيق: يتم تركيبه على خطوط أنابيب الغاز/السوائل القابلة للاشتعال لمنع انتشار لهب الانفجار على طول خط الأنابيب من جهاز إلى آخر، مما يحقق عزل النظام.
• المزايا: مقاومة تدفق منخفضة، تقليل استهلاك الطاقة؛ تصميم مدمج، مناسب للتركيب في مساحة محدودة.

3، نظام تهوية خزان الوقود للمركبات / بناء السفن:

• التطبيق: يستخدم في خزانات الوقود للسيارات والطائرات والسفن لمنع الاشتعال الكارثي لأبخرة خزان الوقود بسبب الاصطدامات أو البرق.
• الميزة: خفيف الوزن، وهو ضروري للوزن الخفيف في صناعات الطيران والسيارات.

4، مجال الطاقة الجديدة - حزم بطارية الليثيوم:

• التطبيق: يعد هذا مجال تطبيق شائعًا وهامًا جدًا حاليًا. ويتم تركيبه بعد -صمام مقاوم للانفجار (صمام تخفيف الضغط) لحزم بطاريات الليثيوم (خاصة فوسفات حديد الليثيوم والبطاريات الثلاثية).
• المبدأ: عندما تواجه البطارية انفلاتًا حراريًا، فإنها تقذف غازات وجسيمات ساخنة قابلة للاشتعال تتحلل بالكهرباء. هذه الغازات المقذوفة شديدة الاشتعال، وتشكل حرائق نفاثة يمكن أن تشعل مجموعة البطارية بأكملها. يمكن لموانع اللهب المصنوعة من رغوة النيكل أن تطفئ هذه النيران المنبعثة بشكل فعال، مما يمنع انتشار الحريق ويكسب وقتًا ثمينًا للهروب وتدخل النظام.
• الميزة: يمكنهم التعامل بفعالية مع النيران التي تحتوي على مواد جسيمية، وهو ما يمثل تحديًا للعديد من مانعات اللهب التقليدية.

5، الأجهزة الإلكترونية الاستهلاكية المصغرة:

• التطبيق: مع تزايد قوة الأجهزة، أصبحت المخاطر المرتبطة ببطارياتها الداخلية مثيرة للقلق. يمكن استخدام مانعات اللهب المصنوعة من رغوة النيكل المصغرة في قنوات تخفيف ضغط البطارية لمنتجات مثل-الطائرات بدون طيار المتطورة والأجهزة الذكية القابلة للارتداء.

6.مفاعلات العمليات الصناعية والمحارق:

• التطبيق: يتم تركيبه عند مدخل المفاعل ومنافذ العادم لمنع ارتداد اللهب أثناء حدوث حالات شاذة في العملية.

تُظهر رغوة النيكل، ببنيتها الشبكية-الثلاثية الأبعاد الفريدة وخصائصها الفيزيائية والكيميائية الممتازة، إمكانات هائلة ومزايا لا يمكن استبدالها في مجال الحماية من الانفجارات والحرائق، لا سيما في السوق الناشئة سريعة النمو لسلامة بطاريات الطاقة الجديدة. ومع الزيادة غير المسبوقة في الاهتمام بالسلامة الصناعية وسلامة البطاريات، فمن المتوقع أن تتطور هذه المادة-عالية الأداء من "خيار عالي-" إلى "خيار رئيسي" للحماية من الحرائق في العديد من المجالات الرئيسية.