CN101089216A - 导电性液态合金及制备方法 - Google Patents
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Abstract
导电性液态合金及制造方法。设计并制造了在室温稳定的导电性GaInSn及GaInSnAg液态合金。选择纯度大于99.99%的金属,先熔炼制造GaIn主合金,再熔炼进Sn或Sn、Ag制成GaInSn或GaInSnAg合金。可应用于医用口腔术、电子学材料及制冷系统。
Description
一、技术领域
导电性液态合金及制备方法,本发明属於特种合金制造领域。
二、背景技术
随着材料制备和检测技术的进步,具有液态结构的材料的优异性能也得到应用。目前,在室温20℃附近,能以液态存在并获得实际应用的仅有Hg和Ga。二者中,Hg的应用泛围很广泛,数量也相当大;然而Hg对环境和人体健康存在严重的污染和毒害,随着社会进步和科学发展,人们已逐渐远离它。
在20世纪90年代末期,有报导制备出一种GaInSn合金,熔点为温度10℃左右,很稳定,对人体无毒害,因此人们用它代替Hg制成Ga齐合金充填剂应用於口腔修复学中。
2005年5月8日,山东小熊网站报导,INQ利用GaInSn液态合金做为RodeonBlizzard X850XTPE显卡的冷却剂,这种液态金属,不易燃烧,环保达到要求操作简便。但是GaInSn液态合金的导电性还不高,应用范围还不广。
三、发明内容
1、发明目的:根据液态金属电子迁移理论,添加导电性高的金属,达到提高GaInSn液态合金的导电性。制备一种熔点在在温度9~15℃之间,具有较高导电性的GaInSn液态合金,使其应用范围扩大。
2、技术方案
(1)导电性液态合金的成分为Ga、In、Sn,或Ga、In、Sn、Ag;合金成分范围的重量百分比为:Ga 50~70%,In 15~30% Sn 7~20%各组分之和为100%;或Ga 50~70% In 15~30% Sn 7~20% Ag 1~5%,各组分之和为100%。
(2)导电性液态合金的制备方法为:选择纯度大於99.999%的Ga、In及大於99.99%Sn、Ag为原料,先按配比在保护性气氛及特制坩埚中熔炼制备GaIn主合金,再加入Sn在保护性气氛及特制坩埚中熔炼制备成GaInSn合金;或在制备得的GaInSn合金中再加入Ag在保护性气氛及特制坩埚中,熔炼制成GaInSnAg合金。导电性液态合金熔点为温度9~15℃,导电率GaInSn合金为(3.19~3.310)×10-2(μΩ-cm)-1;GaInSnAg合金为(3.10~3.325)×10-2(μΩ-cm)-1;。
3、发明的积极效果
(1)所制得的GaInSnAg导电性液态合金导热性比水高65倍,比空气高1600倍,吸热效率极高,应用於电子学显示卡的冷却系统,装置的体积小,较轻;装填和密封时,无需储液和补充;还能降低电源损耗和几乎接近无声的运行。
(2)GaInSnAg导电性液态合金导电率比GaInSn液态合金高,在室温稳定,有利於该液态合金在电子学中的应用。
(3)制造方法简便,易实施。
(4)所发明的液态合金可应用於医用口腔术、电子学材料及制冷系统。
四、具体实施方式
1、GaInSn合金
制备了5组GaInSn合金,其组分、熔点(Tm)、导电率数据列于表1。
表1 GaInSn合金组份、熔点、导电率
编号 | Ga Wt% | In Wt% | Sn Wt% | Tm(℃) | 导电率(μΩ-cm)-1 |
1 | 55 | 38 | 7 | 15 | 3.198×10-2 |
2 | 58 | 30 | 12 | 10 | 3.280×10-2 |
3 | 64 | 28 | 8 | 12 | 3.190×10-2 |
4 | 65 | 22.5 | 12.5 | 10 | 3.296×10-2 |
5 | 67.5 | 20 | 12.5 | 9 | 3.307×10-2 |
2、GaInSnAg合金
制备了5组GaInSnAg合金,其组分、熔点(Tm),导电率数据列于表2。
表2 GaInSnAg合金组分、熔点、导电率
编号 | Ga Wt% | In Wt% | Sn Wt% | Ag Wt% | Tm(℃) | 导电率(μΩ-cm)-1 |
1 | 56.87 | 29.41 | 11.76 | 1.96 | 10 | 3.325×10-2 |
2 | 55.24 | 28.57 | 11.43 | 4.76 | 10 | 3.318×10-2 |
3 | 63.11 | 21.85 | 12.13 | 2.91 | 10 | 3.315×10-2 |
4 | 65.53 | 19.42 | 12.14 | 2.91 | 9 | 3.318×10-2 |
5 | 64.29 | 19.05 | 11.90 | 4.76 | 9 | 3.310×10-2 |
Claims (2)
1、导电性液态合金,其成分为Ga,In,Sn或Ga,In,Sn,Ag,其特征是合金成分范围的重量百分比为:Ga50~70%In15~30%Sn7~20%各组分之和为100%;或Ga50~70%In15~30%Sn7~20%Ag1~5%各组分之和为100%。
2、导电性液态合金制备方法,其特征是选择纯度大于99.999%的Ga、In及纯度大于99.99%Sn、Ag为原料,先按配方在保护气氛及特制坩埚中熔炼制备GaIn主合金,再加入Sn,在保护性气氛及特制坩埚中熔炼制备成GaInSn合金;或在制备得的GaInSn合金中,在保护性气氛及特制坩埚中,再加入Ag熔炼制成GaInSnAg合金;导电性液态合金熔点为温度9~15℃,导电率GaInSn合金为(3.19~3.310)×10-2(μΩ-cm)-1,GaInSnAg合金为(3.310~3.325)×10-2(-μΩ-cm)-1。
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