CN115584422A - 一种液态金属及其制备方法和应用 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种液体金属及其制备方法，其中其组分按照质量百分比计包括铟54‑62％，锡8‑12％，铋29‑35％，按照如下方法制备：(1)按质量百分比称取原料铟、铋、锡；(2)将上述原料放置于耐高温坩埚中，铺上一层氯化钠和碳酸钠隔绝空气；(3)将其放入高温炉中煅烧3‑5h；(4)将高温炉降温；(5)将高温炉中的金属混合液趁热倒出，冷却后即可得熔点58‑62℃的固态散热金属成品。本发明通过将铟、铋、锡按照一定比例复配并经高温炉煅烧从而制得固态金属，本发明制备的液态金属具有表面软化，不会熔化成液体和流动，低热阻，导热率高等优点。
Description
技术领域
本发明属于液态金属制备技术领域，具体涉及一种液态金属及其制备方法和应用。
背景技术
液态金属是一种具有非晶态原子结构的金属合金，它的出现被认为是继铜、铁和钢，以及塑料之后第三次材料革命，或将成为未来轻合金材料的颠覆者。高强度、高硬度，液态金属的强度是铝、镁合金的10倍以上，不锈钢、钛合金的1.5倍以上。在轻合金中，液态金属的比强度(单位密度的强度)也是最高的。液态金属又称为非晶合金、金属玻璃，它是金属超急冷凝固时原子来不及有序排列结晶，而在室温或低温下保留液态原子无序排列的凝聚状态，这种非晶态原子结构使液态金属具备了许多独特的性能，如优异的耐蚀性、耐磨性、高强度、高硬度等。液态金属被认为是目前最硬的轻合金，且它在散热性、电磁屏蔽性等方面也表现出众。由于液态金属以非晶态冷却，收缩率非常小，可以通过注塑、压铸等工艺得到理想的形状，用液态金属做的零件尺寸精度非常高。液态金属是一种清洁材料，生产过程中原料、产品等无毒副作用，对环境影响小，且液态金属制品基本上是一次性成型，省却大量的后加工，是一种绿色的材料。液态金属因而广泛地应用于航空航天、军事兵器、精密机械、汽车工业、消费电子、医疗、3D打印等领域。
目前市面上现有的液态金属存在热阻偏高，导热系数低等问题，因而非常有必要开发一种热阻较低导热系数较高的液态金属。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术存在的缺陷，提供一种液态金属及其制备方法和应用，通过将铟、铋、锡按照一定比例复配并经高温炉煅烧从而制得液态金属。
为了实现以上目的，本发明的技术方案之一为：一种液态金属，其组分按照质量百分比计包括铟54-62％，锡8-12％，铋29-35％。
在本发明的一个优选实施方案中，所述液态金属组分按照质量百分比计包括铟56-60％，锡9.5-11.5％，铋30-34％。
在本发明的一个优选实施方案中，所述液态金属组分按照质量百分比计包括铟57-59％，锡9-11％，铋31-33％。
在本发明的一个优选实施方案中，所述液态金属组分按照质量百分比计包括铟58％，锡10％，铋32％。
在本发明的一个优选实施方案中，所述液态金属熔点为58-62℃，常温下是固状的。
为了实现以上目的，本发明的技术方案之二为：一种液态金属在导热膜中的应用。
为了实现以上目的，本发明的技术方案之三为：一种液态金属的制备方法，具体包括如下步骤：
(1)按质量百分比称取铟、铋、锡；
(2)将上述原料放置于耐高温坩埚中，铺上一层氯化钠和碳酸钠隔绝空气；
(3)将其放入高温炉中煅烧3-5h；
(4)将高温炉降温至100～150℃；并将金属混合液趁热倒出趁热倒出，冷却后即可得熔点58-62℃的液态金属成品。
在本发明的一个优选实施方案中，所述步骤(2)中氯化钠和碳酸钠的质量比是1:1。
在本发明的一个优选实施方案中，所述步骤(3)中煅烧温度为750-850℃，煅烧时间为3-5h。
在本发明的一个优选实施方案中，所述步骤(4)中降温至100-150℃。
与现有技术相比，本发明的有益效果在于：
1.本发明的液态金属在常温下是固状的，不会熔化成液体流动；
2.本发明提供的液态金属制备方法简单，易于操作；
3.本发明制备的液态金属抗氧化、寿命长并稳定。
附图说明
图1为实施例1制备的熔点为60℃液态金属实物图片。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合附图和具体实施例对本发明进行更详细地描述，但本发明的保护范围并不受限于这些实施例。
一种液态金属，其组分按照质量百分比计包括铟54-62％，锡8-12％，铋29-35％。
所述液态金属组分按照质量百分比计包括铟56-60％，锡9.5-11.5％，铋30-34％。
在本发明的一个优选实施方案中，所述液态金属组分按照质量百分比计包括铟57-59％，锡9-11％，铋31-33％。
所述液态金属组分按照质量百分比计包括铟58％，锡10％，铋32％。
所述液态金属熔点为58-62℃。
一种液态金属的制备方法，具体包括如下步骤：
(1)按质量百分比称取铟、铋、锡；
(2)将上述原料放置于耐高温坩埚中，铺上一层氯化钠和碳酸钠隔绝空气；
(3)将其放入高温炉中煅烧3-5h；
(4)将高温炉降温至100～150℃；
(5)将高温炉中的金属混合液趁热倒出，冷却后即可得熔点58-62℃的液态金属成品。
所述步骤(2)中氯化钠和碳酸钠的质量比是1:1。
所述步骤(3)中煅烧温度为750--850℃，煅烧时间为3-5h。
所述步骤(4)中降温至100-150℃。
实施例导热率的测试方法采用稳态热流法，参考测试热导性固体电绝缘材料(薄)传热性能标准(ASTMD5470-2006)，使用湘潭市仪器仪表有限公司制造的DRL-Ⅲ导热系数测试仪测得。
液态金属的熔点通过三星公司的低温DSC进行样品熔点的测试。
实施例1
一种低热阻液态金属，其组分按照质量百分比计包括铟58％，锡10％，铋32％，按照如下方法制备而得：
(1)按质量百分比称取铟、铋、锡；
(2)将上述原料放置于耐高温坩埚中，铺上一层氯化钠和碳酸钠隔绝空气，用到的氯化钠和碳酸钠质量比是1:1；
(3)将其放入高温炉中在800℃煅烧4h；
(4)将高温炉降温至130℃；
(5)将高温炉中的金属混合液趁热倒出，冷却后即可得熔点60℃的液态金属成品。
图1为所制得液态金属的实物图片，测试所制得的液态金属的导热系数和熔点等物理性能结果见表1所示。
表1实施例1液态金属的物理性能
上述实施例仅是本发明的优化实施方法，用以例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。应当指出，对于任何熟习此项技艺的人士在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修改，这些修改也应视为本发明的保护范畴。
Claims (10)
1.一种液态金属，其特征在于，其组分按照质量百分比计包括铟54-62％，锡8-12％，铋29-35％。
2.如权利要求1所述的一种液态金属，其特征在于，所述组分按照质量百分比计包括铟56-60％，锡9.5-11.5％，铋30-34％。
3.如权利要求1所述的一种液态金属，其特征在于，所述组分按照质量百分比计包括铟57-59％，锡9-11％，铋31-33％。
4.如权利要求1所述的一种液态金属，其特征在于，所述组分按照质量百分比计包括铟58％，锡10％，铋32％。
5.如权利要求1所述的一种液态金属，其特征在于，所述液态金属的熔点为58-62℃。
6.一种如权利要求1所述的液态金属在导热膜中的应用。
7.如权利要求1-5任一项所述的一种液态金属的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)按质量百分比称取铟、铋、锡；
(2)将上述原料放置于耐高温坩埚中，铺上一层氯化钠和碳酸钠隔绝空气；
(3)将其放入高温炉中煅烧；
(4)将高温炉降温，并将金属混合液趁热倒出，冷却后即可得熔点58-62℃的液态金属成品。
8.如权利要求7所述的一种液态金属的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)中氯化钠和碳酸钠按照质量比1:1混合。
9.如权利要求7所述的一种液态金属的制备方法，其特征在于，所述步骤(3)中煅烧温度为750-850℃，煅烧时间为3-5h。
10.如权利要求7所述的一种液态金属的制备方法，其特征在于，所述步骤(4)中降温至100-150℃。
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