CN115613027A - 一种含液态金属的涂层及其制备方法和应用 - Google Patents

一种含液态金属的涂层及其制备方法和应用 Download PDF

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Abstract

本发明涉及功能材料制备技术领域，具体涉及一种含液态金属的涂层的制备方法及其应用。本发明提供一种含液态金属的涂层，所述涂层是含液态金属的复合粉末涂覆在基底表面，形成的均匀的含液态金属的涂层；其中，所述含液态金属的复合粉末为液态金属和固体填料形成的混合物，液态金属和固体填料的重量比为：液态金属30～90重量份，固体填料10～70重量份。本发明针对目前现有液态金属涂层厚度过厚、表面不耐刮擦等技术问题，提供了一种含液态金属的涂层，所得涂层厚度在纳米到微米尺度的可调节，同时涂层在基底表面具有优异的机械稳定性和耐刮擦性能；并且本发明制备涂层的方法操作简单，可以实现在不同材质和形态的基底上进行加工。

Description

一种含液态金属的涂层及其制备方法和应用
技术领域
本发明涉及功能材料制备技术领域，具体涉及一种含液态金属的涂层的制备方法及其应用。
背景技术
液态金属是一种具有金属导电性以及液体延展特性的特种金属，可应用于药物输送、微流体、传感、催化、柔性电子器件、电池、电磁屏蔽以及光学领域。然而，液态金属的高表面张力(＞600N/m)阻碍了其在大多数物质表面的润湿和均一微纳尺度的涂覆加工；并且其液态的特性使得器件在封装过程中易发生泄露损失。
目前，已经报道的液态金属加工策略主要包括乳液分散法、喷涂印刷、蒙版印刷法、3D打印、柔性版印刷、直写打印，同轴打印，冷冻铸造和激光辅助印刷等。另外液态金属的复合材料(无机材料和液态金属复合形成的改性液态金属)已经被报道用来进行液态金属的成型加工。上述加工方法主要面向柔性电子材料急需的柔性电路制备，尽管相关加工技术已经取得了很大的成功，但是随着液态金属应用范围的推广，液态金属的加工仍然需要发展新的技术以满足不同场景的需要。比如，目前仍然缺乏简单有效的、且具有较好普适性的液态金属的表面亚微米及纳米级厚度的涂覆技术；同时，现有的液态金属涂层除了厚度需要进一步缩小外，涂层的耐刮性能也急需提升。已有报道通过刮涂、旋涂、粘附转印、浸渍技术制备微纳米液态金属薄膜，以及通过液态金属的Bi合金化以及Ag的弥散分布来提高液态金属的稳定性，但这些工艺操作复杂，适用场景有限(一维、三维材料难以制备)、规模化能力以及涂层机械稳定性仍有欠缺。
发明内容
本发明针对目前现有液态金属涂层厚度过厚、表面不耐刮擦等技术问题，提供了一种含液态金属的涂层，所得涂层厚度在纳米到微米尺度的可调节，同时涂层在基底表面具有优异的机械稳定性和耐刮擦性能；并且本发明制备涂层的方法操作简单，可以实现在不同材质和形态的基底上进行加工；即解决了现有制备方法中存在的操作复杂、适用场景有限的技术问题；为液态金属的新型微纳加工提供了新思路和新策略。
本发明的技术方案：
本发明要解决的第一个技术问题是提供一种含液态金属的涂层，所述涂层是将含液态金属的复合粉末涂覆在基底表面，形成的均匀的含液态金属的涂层；其中，所述含液态金属的复合粉末为液态金属和固体填料形成的混合物，液态金属和固体填料的重量比为：液态金属30～90重量份，固体填料10～70重量份。
优选的，液态金属和固体填料的重量比为：液态金属30～70重量份，固体填料30～70重量份。
进一步，所述含液态金属的涂层的厚度为1nm～5μm。
进一步，所述含液态金属的涂层在0.5kPa压力下在1000目砂纸摩擦移动50cm后没有明显划痕。
进一步，所述含液态金属复合粉末采用下述方法制得：将液态金属和固体填料通过研钵研磨、球磨机球磨、机械搅拌混合、基于溶剂的机械或者超声乳化混合法制得。
进一步，所述含液态金属的复合粉末的粒径为1～100μm。
进一步，所述含液态金属的涂层采用下述方法制得：将含液态金属的复合粉末通过擦涂的加工方法在基底表面形成均匀的含液态金属的涂层，所述擦涂的加工方法为：将含液态金属的复合粉末与基底表面接触，先在压力P1和摩擦速率V1下通过反复擦涂使得粉末中的液态金属能够在基底表面均匀地铺展即可；然后在压力P2和摩擦速率V2下通过反复擦涂使得基底表面表现为均匀的亮色并且没有多余的粉末；即形成均匀的含液态金属的涂层。本发明在擦涂的初期阶段，施加一定的压力和摩擦作用下使得含液态金属的复合粉末中的大量液态金属以及少量的固体填料率先在基底表面铺展；在擦涂的后期阶段，在一定的压力和摩擦作用下固体填料擦入液态金属涂层并在其上表面形成均匀的固体填料薄层，从而使得最终所得含液态金属的涂层表面均一、机械稳定性得到显著提高。
进一步，所述P1＝1N～300N(10Kpa-3000Kpa)，P2＝0.1N～35N(1Kpa-350Kpa)，V1＝1～10cm/s，V2＝1～30cm/s。
优选的，所述P1＝3N～80N(300Kpa-800Kpa)，P2＝0.5N～30N(5Kpa-300Kpa)。
进一步，所述基底为：一维纤维、二维薄膜或薄片、三维结构的多孔材料、或：规则或不规则块体。可见，本发明采用擦涂方法能够实现了在一维纤维、二维薄膜和薄片、三维多孔及规则或不规则块体等任意材料表面的导电涂层加工，从而从加工方式上拓宽了液态金属涂层的应用范围，从而能够制备出具有不同功能用途的导电复合材料。
更进一步，所述一维纤维包括：高分子纤维、玻璃纤维或玄武纤维；所述二维薄膜包括：高分子薄膜、电池隔膜或金属箔纸；所述三维结构材料包括：泡棉、陶瓷制品或管道内壁等。
进一步，所述含液态金属的复合粉末中，所述液态金属包括常见的室温各种组成的复合型液态金属以及低温金属熔体(熔点低于400℃)。
更进一步，所述液态金属包括：稼金属、稼铟合金、稼铟锡合金、汞金属、钫金属、铯金属、锂金属、钠金属、钾金属、铷金属、铯金属、锌金属、镉金属或铋金属中的至少一种。
进一步，所述固体填料包括：碳基固体填料、金属氧化物、固体金属填料、固体陶瓷填料或电极活性颗粒填料。
更进一步，所述碳基固体填料包括：天然石墨、人造石墨、鳞片石墨、块状石墨、隐晶质石墨、石墨烯粉末、碳纳米管粉末或碳微纳球粉末中的至少一种；
所述的金属氧化物包括：氧化铟、氧化镓、氧化锡、四氧化三铁、三氧化二铁、三氧化二锰、三氧化二铬、三氧化二铝、二氧化钛、二氧化硅、氧化镍、氧化钙、氧化钠、氧化镁、氧化钡、氧化铁、氧化铜或氧化钼中的至少一种；
所述固体金属填料包括：银粉、金粉、铜粉、铝粉、锌粉、镁粉、锡粉、铁粉、钨粉、钼粉、镍粉、钴粉、铅粉、钛粉或钽粉中的至少一种；
所述固体陶瓷填料包括：碳化硼、碳化铬、碳化钼、碳化硅、碳化钛、碳化锆、碳化钒、氮化铝、氮化硼、氮化硅、氮化钛、二硼化铬、二硼化钛、二硼化锆、ZIF材料、MoS2、MOF(如IRMOF、PCN、MIL、UIO系列材料)、MXene(Ti2CTx,TiNbCTx,Ti3CNxTx,Ta4C3Tx,Nb2CTx,V2CTx,Nb4C3Tx,Mo2CTx)、GO(单层、双层、多层石墨烯)、rGO、Li6.5La3Zr1.5Ta0.5O12、Li7La3Zr2O12、LiTi2(PO4)3、LiGe2(PO4)3、Li6PS5Cl、Li6PS5 Br、Li6PS5 I、Li10GeP2S12和Li7P3S11中的至少一种；
所述电极活性颗粒填料包括：LiCoO2、NCM(如NCM532、NCM811)、LiMn2O4、LiFeO4和NCA(LiNi0.8Co0.15Al0.05O2)中的至少一种。
本发明要解决的第二个技术问题是提供上述含液态金属的涂层的制备方法，所述制备方法为：将含液态金属的复合粉末通过擦涂的加工方法在基底表面形成均匀的含液态金属的涂层，所述擦涂的加工方法为：将含液态金属的复合物粉末与基底表面接触，先在压力P1和摩擦速率V1下通过反复擦涂使得粉末中的液态金属能够在基底表面均匀地铺展即可；然后在压力P2和摩擦速率V2下通过反复擦涂使得基底表面表现为均匀的亮色并且没有多余的粉末；即形成均匀的含液态金属的涂层。
进一步，所述P1＝1N～300N(10Kpa-3000Kpa)，P2＝0.1N～35N(1Kpa-350Kpa)，V1＝1～10cm/s，V2＝1～30cm/s。
优选的，所述P1＝3N～80N(300Kpa-800Kpa)，P2＝0.5N～30N(5Kpa-300Kpa)。
进一步，上述方法中，可采用柔性易变形的工具材料进行擦涂，所述工具材料包括：多孔塑料泡棉、纤维毡、橡胶片、纤维素基薄膜及纸张等柔性易变形材料。上述柔性的擦涂工具材料明显区别于其他加工工具(刮刀，毛刷等)，以泡棉为例：柔软具有多孔结构的泡棉可以实现液态金属复合粉末的负载，能够有有效传导压力以及实现与基底间较高的摩擦系数，在擦涂的过程中，泡棉将复合粉末限制在一定区域与基底材料发生摩擦，分步实现液态金属以及粉末的释放，实现了含液态金属涂层的均匀制备。
进一步，所述含液态金属的涂层的制备方法包括以下几个步骤：
1).制备液态金属与固体填料的混合物，形成容易流动的复合粉末；
2).将上述复合粉末分散到待涂覆的基底表面，或者分散在柔性擦涂工具材料表面；
3).通过柔性擦涂工具材料对复合粉末和待涂覆的基底施加压力和摩擦力，先在压力P1和摩擦速率V1下通过反复擦涂的方式使得复合粉末在基底表面均匀地铺展；然后在压力P2和摩擦速率V2下通过反复擦涂的方式使得基底表面涂层均匀并且没有多余的粉末；然后去除多余的粉末，进而形成均匀的稳定坚固的含液态金属的涂层；液态金属在其表面氧化物与固体填料以及基底的微粘附作用力下自动实现复合涂层在任意表面的成型。
本发明能够实现了在一维纤维(高分子纤维、玻璃纤维、玄武纤维等)、二维薄膜(高分子薄膜、电池隔膜、金属箔纸等)、三维结构的泡棉、陶瓷制品、管道内壁等表面的任意涂覆成型。所得的复合涂层不仅耐刮擦，而且导电导热性能接近金属。
本发明要解决的第三个技术问题是提供上述含液态金属的涂层在1D、2D、3D导电材料或无阳极锂金属电池中的应用。
本发明要解决的第四个技术问题是提供一种利用含可流动金属或其复合粉末制备涂层的方法，所述方法为：将含可流动金属或其复合粉末通过擦涂的加工方法在基底表面形成涂层，所述擦涂的加工方法为：先在压力P1和摩擦速率V1下通过反复擦涂使得可流动金属或复合粉末中的可流动金属能够在基底表面均匀地铺展即可；然后在压力P2和摩擦速率V2下通过反复擦涂使得基底表面表现为均匀的亮色并且没有多余的粉末；即形成均匀的含可流动金属的涂层。
进一步，所述P1＝1N～300N(10Kpa-3000Kpa)，P2＝0.1N～35N(1Kpa-350Kpa)，V1＝1～10cm/s，V2＝1～30cm/s。
优选的，所述P1＝3N～80N(300Kpa-800Kpa)，P2＝0.5N～30N(5Kpa-300Kpa)。
进一步，所述可流动金属为：液态金属，改性液态金属(含液态金属的改性物质，如上述含液态金属的复合粉末)，熔融状态的锂金属、钠金属、钾金属、锌金属或铋金属等。当液态金属采用本发明的擦涂方法，通过擦涂的加工方法在铜箔上制备的液态金属涂层可以应用于无阳极锂金属电池，相比于无处理的铜箔，其循环稳定性能有着明显的提升。
本发明的有益效果：
本发明提供一种含液态金属涂层的制备方法，该方法通过将液态金属复合粉末通过擦涂的方式与基底表面进行接触，在液态金属及其表面氧化层对基底表面的微粘附力作用下，自动实现液态金属涂层在任意基底表面的成型，从而制备得到一种稳定的、耐刮擦的具有金属级别导电特性的含液态金属的涂层。本发明的复合导电涂层可以稳定粘附在基板上，涂层在0.5kPa压力下在1000目砂纸摩擦移动50cm后没有明显划痕。同时，本发明实现了在一维纤维(高分子纤维、玻璃纤维、玄武纤维等)、二维薄膜(高分子薄膜、电池隔膜、金属箔纸等)、三维结构的泡棉、陶瓷制品、管道内壁等表面的任意涂覆成型。所得的复合涂层不仅耐刮擦，而且导电导热性能接近金属。另外，该方法具有操作简单、适用场景广、规模化能力佳等特点。同时，大大强化了涂层在基底表面的机械稳定性和耐刮擦性能，为液态金属的新型微纳加工提供了新思路和新策略。
附图说明
图1为本发明实施例5制备含液态金属涂层的流程图以及相应的液态金属复合粉末。
图2为本发明实施例1在玻璃基板表面所得的含液态金属涂层的光学图；由图2可知：可知，含液态金属涂层表面的上层主要为石墨层，下层主要为液态金属层。术语最好保持全文一致
图3为本发明实施例2、实施例5、6涂覆在玻璃(图3中，实施例2)、铜箔(图3下，实施例5)、陶瓷(图3上，实施例6)形成的含液态金属涂层表面的光学及其导电性能图；由图3可知：本发明的方法可以在3D陶瓷、玻璃、铜箔表面形成均匀的涂层，涂覆后的材料具有优异的导电性能。图4为本发明实施例15(擦涂法制备液态金属涂层)与对比例1(粘附转印法制备液态金属涂层)、对比例2(刮涂法制备液态金属涂层)；实施例2(擦涂法加工液态金属复合粉末)与对比例3(黏附转印法加工液态金属复合粉末)、对比例4(刮涂法加工液态金属复合粉末)所得到涂层表面均匀状态的光学照片；由图4可知：相比较于粘附转印法以及刮涂法，通过擦涂法实现了含可流动金属或其的复合粉末在基底表面涂层的均匀制备(实施例15，实施例2)。
图5为发明实施例2(擦涂法加工液态金属复合粉末)与对比例1(粘附转印法制备液态金属涂层)、对比例2(刮涂法制备液态金属涂层)制备液态金属涂层在均匀性、耐磨性以及剥离特性方面的对比图；由图5可知：通过擦涂法实现了液态金属复合粉末的均匀性加工，相比较液态金属涂层，其机械稳定性以及抗剥离性能大大增强。图6为本发明实施例2制备的含液态金属涂层的SEM图；由图6可知：液态金属复合粉末在基板表面能够形成均匀的涂层。
图7为本发明实施例12-14在一维、二维、三维材料的表面形成的含液态金属涂层及其导电性能图；由图7可知：通过擦涂法实现了含液态金属粉末在一维、二维、三维材料表面形成涂层，并且所得涂层具有良好的导电性能。
图8为本发明实施例16制备导电涂层组装的NCM||Cu以及Li||Cu的循环曲线图；由图8可知：涂覆液态金属的商业铜箔相比于没有涂覆液态金属的商业铜箔在Li||Cu电池循环中有着更稳定的循环性能，并且在NCM||Cu电池中实现了良好的首圈充放电。
图9为本发明实施例1制备含液态金属涂层(图9c)与实施例1中含液态金属粉末在持续较大压力(40N，图9b)、持续较小压力(0.2N，图9a)下擦涂制备导电涂层均匀性的光学照片；由图9可知：通过优化擦涂过程的压力，可以实现导电涂层均匀性的最优化。
具体实施方式
为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
除非另有特别说明，本申请中用到的各种原材料、试剂、仪器和设备等，均可通过市场购买得到或者可通过现有方法制备得到。
本发明基于液态金属与功能填料的复合粉末，借助液态金属表面氧化层对其它物质表面的良好粘附力，通过反复摩擦挤压的擦涂方法，实现液态金属和功能填料在基底表面的微纳涂覆，最终制备一种结构稳定的、耐刮擦的具有金属级别导电导热特性的复合涂层，其涂层厚度可以控制在几个纳米到几个微米。
本发明提供了一种液态金属涂层的制备方法，所述方法包括：
将液态金属复合物通过擦涂的方式在基底表面形成含液态金属的涂层；其中，所述擦涂的具体过程包括：于压力P1和摩擦速率V1下，将含液态金属的复合物粉末在基底表面进行反复擦涂，以实现含液态金属的复合物粉末在基底表面均匀地铺展；后于压力P2和摩擦速率V2下继续进行反复擦涂，直至没有多余的粉料时结束擦涂，得到液态金属涂层。
本发明通过将液态金属复合物通过擦涂的方式与基底表面进行接触，在液态金属及其表面氧化层对基底表面的微粘附力作用下，自动实现液态金属涂层在任意基底表面的成型，从而制备亚微米及纳米级厚度的液态金属涂层，该液态金属涂层具体为一种稳定的、耐刮擦的具有金属级别导电特性的复合涂层。
本发明中，所述液态金属涂层的厚度为1nm～5μm；可见本发明实现了液态金属的表面亚微米及纳米级厚度的涂覆技术，进一步大大缩小了液态金属涂层的厚度。在一些具体实施例中，液态金属涂层中的液态金属复合物载量为0.01～1mg/cm2。
下面结合具体的实施例，进一步阐述本申请。应理解，这些实施例仅用于说明本申请而不用于限制本申请的范围。下列实施例中未注明具体条件的实验方法，通常按照国家标准测定。若没有相应的国家标准，则按照通用的国际标准、常规条件、或按照制造厂商所建议的条件进行。
实施例1
一种含液态金属涂层的制备方法，具体包括以下步骤：
步骤(a)：将液态金属(Ga 68.5％,In 21.5％,Sn 10％质量比)与人造石墨按照6:4的质量比混合后使用研钵研磨10min进行均匀分散，形成容易流动的液态金属复合粉末(粒径：～50um，本发明中，～代表大约，这里指复合粉末的平均粒径约为50um)；
步骤(b)：将液态金属复合粉末分散到一定尺寸大小(1*1*1cm)的泡棉表面，形成一定厚度的粉料(2mm)；
步骤(c)：首先对步骤(b)所得的泡棉表面上先施加40N压力，保持该压力以速率2cm/s通过反复擦涂的方式擦涂至玻璃基底表面出现一层均匀亮银色涂层(即实现含液态金属的复合粉末在基底表面均匀地铺展)；然后将压力调整至0.2N以10cm/s速率通过反复擦涂直到玻璃表面形成一层均匀涂层，继续擦涂没有多余的粉料时结束擦涂，得到含液态金属的涂层，此时涂层表面光泽均一(如图9c所示)。
如果在全程施加较小的压力(0.2N)，由于液态金属复合粉末内部的液态金属不能有效在基底铺展，最终不能形成均匀的液态金属涂层(如图9a)；如果在全程施加较大的压力(40N)，大量液态金属以及少量的人造石墨可以在基底表面铺展，但最终得到表面均匀性、平滑性差(如图9b)。
实施例1所得的含液态金属的涂层的厚度～600nm；表面颜色为黑色，在0.5kPa压力下在1000目砂纸摩擦移动50cm后没有明显划痕，表明其具有耐刮性和优异的机械稳定性。
实施例2
一种含液态金属涂层的制备方法，具体包括以下步骤：
步骤(a)：将液态金属(Ga 68.5％,In 21.5％,Sn 10％)与人造石墨按照5:5的质量比混合后使用研钵研磨10min进行均匀分散，形成容易流动的液态金属复合粉末(～15μm)；
步骤(b)：将液态金属复合粉末分散到一定尺寸大小(1*1*1cm)的泡棉表面，形成一定厚度(2mm)的粉料；
步骤(c)：首先对泡棉先施加40N压力，保持该压力以速率2cm/s通过反复擦涂的方式擦涂至玻璃基底表面出现一层均匀亮银色涂层；然后将压力调整至0.2N以10cm/s速率通过反复擦涂直到玻璃表面形成一层均匀涂层，继续擦涂没有多余的粉料时结束擦涂，得到含液态金属涂层，此时涂层表面光泽均一。
实施例2所得的含液态金属的涂层的厚度为～1000nm；表面颜色为银色，在0.5kPa压力下在1000目砂纸摩擦移动50cm后无明显划痕，表明其具有耐刮性和优异的机械稳定性。
实施例3
一种含液态金属涂层的制备方法，具体包括以下步骤：
步骤(a)：将液态金属(Ga 68.5％,In 21.5％,Sn 10％)与人造石墨按照8:2的质量比混合后使用研钵研磨10min进行均匀分散，形成容易流动的液态金属复合粉末(～15μm)；
步骤(b)：将液态金属复合粉末分散到一定尺寸大小(1*1*1cm)的泡棉表面，形成一定厚度(2mm)的粉料；
步骤(c)：首先对泡棉先施加40N压力，保持该压力以速率2cm/s通过反复擦涂的方式擦涂至玻璃基底表面出现一层均匀亮银色涂层；然后将压力调整至0.2N以10cm/s速率通过反复擦涂直到玻璃表面形成一层均匀涂层，继续擦涂没有多余的粉料时结束擦涂，得到含液态金属涂层，此时涂层表面光泽均一。
实施例3所得的含液态金属的涂层的厚度为～300nm；表面颜色为银色，在0.5kPa压力下在1000目砂纸摩擦移动50cm后出现明显划痕，这是由于人造石墨含量太少，没有形成保护的石墨层，因此所得涂层刮擦性能较差。
实施例4
一种含液态金属涂层的制备方法，具体包括以下步骤：
步骤(a)：将液态金属(Ga 68.5％,In 21.5％,Sn 10％)与人造石墨按照3:7的质量比混合后使用研钵研磨10min进行均匀分散，形成容易流动的液态金属复合粉末(～15μm)；
步骤(b)：将液态金属复合粉末分散到一定尺寸大小(1*1*1cm)的泡棉表面，形成一定厚度(2mm)的粉料；
步骤(c)：首先对泡棉先施加40N压力，保持该压力以速率2cm/s通过反复擦涂的方式擦涂至玻璃基底表面出现一层均匀亮银色涂层；然后将压力调整至0.2N以10cm/s速率通过反复擦涂直到玻璃表面形成一层均匀涂层，继续擦涂没有多余的粉料时结束擦涂，得到含液态金属涂层，此时涂层表面光泽均一。
实施例4所得的含液态金属的涂层的厚度为～2um；在0.5kPa压力下在1000目砂纸摩擦移动50cm后无明显划痕，表明其具有耐刮性和优异的机械稳定性。表1总结对比了实施例1-4通过擦涂法所得到含液态金属涂层的性能。
表1实施例1-4通过擦涂法所得到含液态金属涂层的性能
编号 是否形成涂层 涂层厚度 涂层机械稳定性(砂纸磨损测试)
实施例1 是 ～600nm 无划痕
实施例2 是 ～1um 无划痕
实施例3 是 ～300nm 有划痕
实施例4 是 ～2um 无划痕
实施例5
一种含液态金属涂层的制备方法，具体包括以下步骤：
步骤(a)：将液态金属(Ga 68.5％,In 21.5％,Sn 10％)与人造石墨按照5:5的质量比混合后使用研钵研磨10min进行均匀分散，形成容易流动的液态金属复合粉末；
步骤(b)：将液态金属复合粉末分散到一定尺寸大小(1*1*1cm)的泡棉表面，形成一定厚度(2mm)的粉料；
步骤(c)：首先对泡棉施加40N压力，保持该压力以速率2cm/s通过反复擦涂的方式擦涂至铜箔基底表面出现一层均匀亮银色涂层；然后将压力调整至0.2N以10cm/s速率通过反复擦涂直到铜箔表面形成一层均匀黑色涂层，继续擦涂没有多余的粉料时结束擦涂，得到液态金属涂层，此时涂层表面光泽均一。
实施例5所得液态金属涂层的厚度～800nm；且在0.5kPa压力下在1000目砂纸摩擦移动50cm后没有明显划痕，具有耐刮性和优异的机械稳定性。
实施例6
一种含液态金属涂层的制备方法，具体包括以下步骤：
步骤(a)：将液态金属(Ga 68.5％,In 21.5％,Sn 10％)与人造石墨按照5:5的质量比混合后使用研钵研磨10min进行均匀分散，形成容易流动的液态金属复合粉末；
步骤(b)：将液态金属复合粉末分散到一定尺寸大小(1*1*1cm)的泡棉表面，形成一定厚度(2mm)的粉料。
步骤(c)：首先对泡棉先施加30N压力，保持该压力以速率1.5cm/s通过反复擦涂的方式擦涂至3D陶瓷基底表面出现一层均匀亮银色涂层；然后将压力调整至0.3N以6cm/s速率通过反复擦涂直到3D陶瓷表面形成一层均匀黑色涂层，继续擦涂没有多余的粉料时结束擦涂，得到液态金属涂层，此时涂层表面光泽均一。
实施例6所得含液态金属的涂层的厚度为～1um。
实施例7
一种含液态金属涂层的制备方法，具体包括以下步骤：
步骤(a)：将液态金属(GaIn合金：质量比Ga 80:In 20)与LiCoO2按照5:5的质量比混合后使用研钵研磨10min进行均匀分散，形成容易流动的液态金属复合粉末(～15μm)；
步骤(b)：将液态金属复合粉末分散到一定尺寸大小(1*1*1cm)的泡棉表面，形成一定厚度(2mm)的粉料；
步骤(c)：首先对泡棉先施加40N压力，保持该压力以速率2cm/s通过反复擦涂的方式擦涂至玻璃基底表面出现一层均匀亮银色涂层；然后将压力调整至0.2N以10cm/s速率通过反复擦涂直到玻璃表面形成一层均匀涂层，继续擦涂没有多余的粉料时结束擦涂，得到含液态金属涂层，此时涂层表面光泽均一。
实施例2所得的含液态金属的涂层的厚度为～800nm；在0.5kPa压力下在1000目砂纸摩擦移动50cm后无明显划痕，表明其具有耐刮性和优异的机械稳定性。
实施例8-11
实施例8-11在实施例1的基础上，仅调整液态金属和固体填料的种类，其余步骤及参数均相同；各实施例中液态金属和固体填料的具体种类及所得涂层厚度如表2所示。
表2实施例8-11中所使用的液态金属和固体填料的种类
编号 液态金属 固体填料 涂层厚度
实施例13 Ga金属 人造石墨 ～300nm
实施例14 GaInSn合金 LiFeO<sub>4</sub> ～500nm
实施例15 汞金属 铜粉 ～400nm
实施例16 锂金属 锌粉 ～800nm
实施例12
一种含液态金属涂层的制备方法，具体包括以下步骤：
步骤(a)：将20uL的液态金属(Ga 68.5％,In 21.5％,Sn 10％)滴加在泡棉表面，形成液态金属富集的涂覆区；
步骤(b)：将光纤放置于液态金属液滴富集部分，对泡棉施加压力的同时并牵引抽动光纤(压力：5N；牵引速率：5cm/s)；
步骤(c)：通过压力、摩擦力以及反复抽动光纤擦涂的方式将液态金属均匀地涂覆在光纤表面，得到液态金属涂层。
实施例12所得的液态金属涂层厚度～220nm。
实施例13
一种含液态金属涂层的制备方法，具体包括以下步骤：
步骤(a)：将20uL的液态金属(Ga 68.5％,In 21.5％,Sn 10％)滴加在纸张表面；
步骤(b)：首先对泡棉施加30N压力，保持该压力以速率1.5cm/s通过反复擦涂的方式擦涂至纸张表面出现一层均匀亮银色涂层；然后将压力调整至0.3N以6cm/s速率通过反复擦涂直到纸张表面亮银色涂层表面没有明显颗粒聚集物，得到液态金属涂层，此时涂层表面光泽均一。
所得液态金属涂层的厚度～100nm。
实施例14
一种含有液态金属涂层的导电泡棉材料(复合导电材料)制备方法，具体包括以下步骤：
步骤(a)：将100uL的液态金属(Ga 68.5％,In 21.5％,Sn 10％)滴加在铜箔表面；
步骤(b)：对泡棉施加30N压力，将液态金属在铜箔基底上进行反复擦涂，控制擦涂面积一定，直到接触液态金属的一侧泡棉变为银色为止；
步骤(c)：对泡棉的其他侧面进行步骤(b)的操作，直至所有面都变为银色为止；最后得到导电泡棉。
实施例15
一种含液态金属涂层的制备方法，具体包括以下步骤：
步骤(a)：将20uL的液态金属(Ga 68.5％,In 21.5％,Sn 10％)滴加在玻璃表面；
步骤(b)：首先对泡棉施加30N压力，保持该压力以速率1.5cm/s通过反复擦涂的方式擦涂至玻璃表面出现一层均匀亮银色涂层；然后将压力调整至0.3N以6cm/s速率通过反复擦涂直到玻璃表面亮银色涂层表面没有明显颗粒聚集物，得到液态金属涂层，此时涂层表面光泽均一。
所得液态金属涂层的厚度～100nm。
实施例16
一种含液态金属涂层应用于无阳极锂金属电池的方法，具体过程包括：
步骤(a)：将20uL的液态金属(Ga 68.5％,In 21.5％,Sn 10％)滴加在铜箔表面；
步骤(b)：首先对泡棉施加30N压力，保持该压力以速率1.5cm/s通过反复擦涂的方式擦涂至铜箔表面出现一层均匀亮银色涂层；然后将压力调整至0.3N以6cm/s速率通过反复擦涂直到铜箔表面亮银色涂层表面没有明显颗粒聚集物，得到液态金属涂层，此时涂层表面光泽均一。铜箔表面涂层厚度范围为～50nm；
步骤(c)：使用裁刀将上述具有涂层的铜箔裁剪为直径18mm的圆片作为电池的负极；NCM811(载量9mg/cm-2)作为正极；Celargd 2400作为隔膜；1MLiTFSI(DOL/DME)+2％LiNO3作为电解液组装纽扣电池；
步骤(d)：使用裁刀将上述具有涂层的铜箔裁剪为直径18mm的圆片作为电池的正极；锂金属作为负极；Celargd 2400作为隔膜；1MLiTFSI(DOL/DME)+2％LiNO3作为电解液组装纽扣电池；
步骤(e)：将步骤c和步骤d制备的电池静置10h后，使用新威测试系统测试NCM||Cu的电化学循环性能(电流密度为0.05C)、以及Li||Cu电池(电流密度0.5mA cm-2，面容量为0.5mAh cm-2)的电镀剥离稳定性，温度25℃。涂覆液态金属的商业电解铜箔相比于没有涂覆液态金属的商业电解铜箔(广东嘉元科技股份有限公司)在Li||Cu电池循环中有着更稳定的循环性能，并且在NCM||Cu电池中实现了良好的首圈充放电(如图8所示)。
对比例1
采用粘附转印法制备液态金属涂层的方法，实验过程如下：
使用玻璃棒将50uL的液态金属(商用；GaInSn液态金属；东莞市鼎冠金属科技有限公司)刮涂在玻璃基板表面(2.5*6*0.5cm)直至表面均匀光滑，随后使用相同面积的玻璃基板覆盖在上述液态金属涂层表面，使用30N压力按压，使得液态金属与第二块玻璃基板紧密接触。随后，将第二块玻璃板以垂直与液态金属面的方向进行剥离，得到粘附转印法制备液态金属涂层。
对比例2
采用刮涂法制备液态金属涂层的方法，实验过程：
用玻璃棒将50uL的液态金属(商用；GaInSn液态金属；东莞市鼎冠金属科技有限公司)刮涂在玻璃基板表面(2.5*6*0.5cm)直至表面均匀光滑，得到刮涂法制备液态金属涂层。
对比例3
黏附转印法加工液态金属复合粉末制备液态金属涂层，实验过程：
用玻璃棒将0.5g液态金属复合粉末(实施例2所制备)使用玻璃棒刮涂(0.5cm/s)在玻璃基板表面(2.5*6*0.5cm)，随后使用相同面积的玻璃基板覆盖在上述液态金属复合物表面，使用30N压力按压，使得液态金属复合物与第二块玻璃基板紧密接触。随后，将第二块玻璃板以垂直与液态金属复合物面的方向进行剥离，由于粘附转印法主要是对复合粉末施加压力，没有明显的摩擦力；因此采用该方法不能实现液态金属复合粉末的加工。
对比例4
刮涂法加工液态金属复合粉末制备液态金属涂层，实验过程：
用玻璃棒将0.5g液态金属复合物(采用实施例2中步骤(a)所制备)使用玻璃棒刮涂(0.5cm/s)在玻璃基板表面(2.5*6*0.5cm)，由于刮涂法摩擦力较小，不能实现液态金属复合物内部液态金属的释放，因此采用该方法不能实现液态金属复合粉末的加工。
对比例5
一种含液态金属涂层的制备方法，具体包括以下步骤：
步骤(a)：将液态金属(Ga 68.5％,In 21.5％,Sn 10％)与人造石墨按照2:8的质量比混合后使用研钵研磨10min进行均匀分散，形成容易流动的液态金属复合粉末(～15μm)；
步骤(b)：将液态金属复合粉末分散到一定尺寸大小(1*1*1cm)的泡棉表面，形成一定厚度(2mm)的粉料；
步骤(c)：首先对泡棉先施加40N压力，保持该压力以速率2cm/s通过反复擦涂的方式擦涂至玻璃基底表面出现一层均匀亮银色涂层；然后将压力调整至0.2N以10cm/s速率通过反复擦涂直到玻璃表面形成一层均匀涂层，继续擦涂没有多余的粉料时结束擦涂，得到含液态金属涂层，此时涂层表面光泽均一。
对比例5并未得到含液态金属的涂层，玻璃表面表现为一些黑色颗粒的团聚物。
测试方法：
表面均匀性测试：通过数码照片以及显微镜照片观察涂层表面状态。
耐磨性测试：将具有液态金属涂层玻璃板的一侧向下放置，朝向1000目砂纸，随后在玻璃基板背面施加70N的重物，通过推动玻璃板在砂纸上移动50cm，观察液态金属表面划痕。
剥离性能测试：使用3M胶带粘贴在液态金属涂层表面，使用一定的压力(5N)确保胶带和液态金属的稳定接触，随后，对胶带在垂直于液态涂层表面的方向施加拉力，以0.005m/s的速率剥离胶带，观察液态金属表面涂层剩余量。
结果：
由实施例15与对比例1、2光学照片可知(图4)：
通过粘附转印法、刮涂法所制备液态金属涂层表面存在着不均匀的液态金属小液滴；而通过擦涂法制备的液态金属涂层表面更加均匀(实施例10)。
由实施例2与对比例3、4光学照片可知(图4)：
通过粘附转印法、刮涂法不能实现液态金属复合粉末的加工，这是因为粘附转印法主要是对复合粉末施加压力，没有明显的摩擦力；刮涂法则是因为摩擦力较小，不能实现液态金属复合物内部液态金属的释放，故两种方法不能实验液态金属复合物的加工；通过擦涂法则实现了液态金属复合物的均匀涂覆。
由实施例2与对比例1、2测试结果可知(图5)：
1)从涂层制备后的光学以及显微镜照片可知，粘附转印法所得到的液态金属表面最为粗糙，本发明擦涂法制备的复合导电涂层表面最为光滑；2)磨损实验的光学照片中(0.5kPa的压力下涂层在1000目砂纸摩擦移动50cm)，粘附转印法以及刮涂法所得到的涂层出现了明显的划痕，而擦涂法制备的复合导电涂层表面则没有明显划痕，另外，显微镜照片也证实了上述结果。3)通过擦涂法制备的复合导电涂层在胶带剥离测试中(3M测试胶带剥离3次)，同样表现出良好的抗剥离性，性能优于粘附转印法、刮涂法所制备涂层。比较可知，本发明采用的擦涂法具有下述优势：1.实现了对液态金属复合物的均匀性加工，并提高了涂层的机械稳定性；2.进一步减小了液态金属涂层的厚度，提高了涂层表面均匀性，扩展了涂层的场景应用范围(1D-3D结构加工)。
上述仅是本申请的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本申请。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本申请的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本申请将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所申请的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种含液态金属的涂层，其特征在于，所述涂层是含液态金属的复合粉末涂覆在基底表面，形成的均匀的含液态金属的涂层；其中，所述含液态金属的复合粉末为液态金属和固体填料形成的混合物，液态金属和固体填料的重量比为：液态金属30～90重量份，固体填料10～70重量份。
2.根据权利要求1所述的一种含液态金属的涂层，其特征在于，液态金属和固体填料的重量比为：液态金属30～70重量份，固体填料30～70重量份；
进一步，所述含液态金属的涂层的厚度为1nm～5μm。
进一步，所述含液态金属的涂层在0.5kPa压力下在1000目砂纸摩擦移动50cm后没有明显划痕。
3.根据权利要求1或2所述的一种含液态金属的涂层，其特征在于，所述含液态金属复合粉末采用下述方法制得：将液态金属和固体填料通过研钵研磨、球磨机球磨、机械搅拌混合、基于溶剂的机械或者超声乳化混合法制得；
进一步，所述含液态金属的复合粉末的粒径为1～100μm。
4.根据权利要求1～3任一项所述的一种含液态金属的涂层，其特征在于，所述含液态金属的涂层采用下述方法制得：将含液态金属的复合粉末通过擦涂的加工方法在基底表面形成均匀的含液态金属的涂层，所述擦涂的加工方法为：将含液态金属的复合粉末与基底表面接触，先在压力P1和摩擦速率V1下通过反复擦涂使得粉末中的液态金属能够在基底表面均匀地铺展；然后在压力P2和摩擦速率V2下通过反复擦涂使得基底表面表现为均匀的亮色并且没有多余的粉末；即形成均匀的含液态金属的涂层；
进一步，所述P1＝1N～300N，P2＝0.1N～35N，V1＝1～10cm/s，V2＝1～30cm/s；
优选的，所述P1＝3N～80N，P2＝0.5N～30N。
5.根据权利要求1～4任一项所述的一种含液态金属的涂层，其特征在于，所述基底为：一维纤维、二维薄膜或薄片、三维结构的多孔材料、或：规则或不规则块体；
进一步，所述一维纤维包括：高分子纤维、玻璃纤维或玄武纤维；所述二维薄膜包括：高分子薄膜、电池隔膜或金属箔纸；所述三维结构材料包括：泡棉、陶瓷制品或管道内壁；
进一步，所述含液态金属的复合粉末中，所述液态金属包括室温各种组成的复合型液态金属以及熔点低于400℃的低温金属熔体；
更进一步，所述液态金属包括：稼金属、稼铟合金、稼铟锡合金、汞金属、钫金属、铯金属、锂金属、钠金属、钾金属、铷金属、铯金属、锌金属、镉金属或铋金属中的至少一种；
进一步，所述固体填料包括：碳基固体填料、金属氧化物、固体金属填料、固体陶瓷填料或电极活性颗粒填料；
更进一步，所述碳基固体填料包括：天然石墨、人造石墨、鳞片石墨、块状石墨、隐晶质石墨、石墨烯粉末、碳纳米管粉末或碳微纳球粉末中的至少一种；
所述的金属氧化物包括：氧化铟、氧化镓、氧化锡、四氧化三铁、三氧化二铁、三氧化二锰、三氧化二铬、三氧化二铝、二氧化钛、二氧化硅、氧化镍、氧化钙、氧化钠、氧化镁、氧化钡、氧化铁、氧化铜或氧化钼中的至少一种；
所述固体金属填料包括：银粉、金粉、铜粉、铝粉、锌粉、镁粉、锡粉、铁粉、钨粉、钼粉、镍粉、钴粉、铅粉、钛粉或钽粉中的至少一种；
所述固体陶瓷填料包括：碳化硼、碳化铬、碳化钼、碳化硅、碳化钛、碳化锆、碳化钒、氮化铝、氮化硼、氮化硅、氮化钛、二硼化铬、二硼化钛、二硼化锆、ZIF材料、MoS2、MOF材料、MXene、GO、rGO、Li6.5La3Zr1.5Ta0.5O12、Li7La3Zr2O12、LiTi2(PO4)3、LiGe2(PO4)3、Li6PS5Cl、Li6PS5 Br、Li6PS5 I、Li10GeP2S12和Li7P3S11中的至少一种；
所述电极活性颗粒填料包括：LiCoO2、NCM、LiMn2O4、LiFeO4和LiNi0.8Co0.15Al0.05O2中的至少一种。
6.权利要求1～5任一项所述的含液态金属的涂层的制备方法，其特征在于，所述制备方法为：将含液态金属的复合粉末通过擦涂的加工方法在基底表面形成均匀的含液态金属的涂层，所述擦涂的加工方法为：将含液态金属的复合物粉末与基底表面接触，先在压力P1和摩擦速率V1下通过反复擦涂使得粉末中的液态金属能够在基底表面均匀地铺展；然后在压力P2和摩擦速率V2下通过反复擦涂使得基底表面表现为均匀的亮色并且没有多余的粉末；即形成均匀的含液态金属的涂层；
进一步，所述P1＝1N～300N，P2＝0.1N～35N，V1＝1～10cm/s，V2＝1～30cm/s；
优选的，所述P1＝3N～80N，P2＝0.5N～30N。
7.根据权利要求6所述的含液态金属的涂层的制备方法，其特征在于，所述方法中，可采用柔性易变形的工具材料进行擦涂，所述工具材料包括：多孔塑料泡棉、纤维毡、橡胶片、纤维素基薄膜或纸张。
8.根据权利要求6或7所述的含液态金属的涂层的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤：
1).制备液态金属与固体填料的混合物，形成容易流动的复合粉末；
2).将所述复合粉末分散到待涂覆的基底表面，或者分散在柔性擦涂工具材料表面；
3).通过柔性擦涂工具材料对复合粉末和待涂覆的基底施加压力和摩擦力，先在压力P1和摩擦速率V1下通过反复擦涂的方式使得复合粉末在基底表面均匀地铺展；然后在压力P2和摩擦速率V2下通过反复擦涂的方式使得基底表面涂层均匀并且没有多余的粉末；然后去除多余的粉末，进而形成均匀的稳定坚固的含液态金属的涂层；液态金属在其表面氧化物与固体填料以及基底的微粘附作用力下自动实现复合涂层在任意表面的成型。
9.含液态金属的涂层在1D、2D、3D导电材料或无阳极锂金属电池中的应用，所述含液态金属的涂层为权利要求1～5任一项所述的涂层，或为采用权利要求6～8任一项的方法制得的涂层。
10.一种利用含可流动金属或其复合粉末制备涂层的方法，其特征在于，所述方法为：将含可流动金属或其复合粉末通过擦涂的加工方法在基底表面形成涂层，所述擦涂的加工方法为：先在压力P1和摩擦速率V1下通过反复擦涂使得可流动金属或复合粉末中的可流动金属能够在基底表面均匀地铺展；然后在压力P2和摩擦速率V2下通过反复擦涂使得基底表面表现为均匀的亮色并且没有多余的粉末；即形成均匀的含可流动金属的涂层；
进一步，所述P1＝1N～300N，P2＝0.1N～35N，V1＝1～10cm/s，V2＝1～30cm/s；
优选的，所述P1＝3N～80N，P2＝0.5N～30N；
进一步，所述可流动金属为：液态金属，改性液态金属，熔融状态的锂金属、钠金属、钾金属、锌金属或铋金属。
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Citations (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4649086A (en) * 1985-02-21 1987-03-10 The United States Of America As Represented By The United States Department Of Energy Low friction and galling resistant coatings and processes for coating
US20050155752A1 (en) * 2003-11-19 2005-07-21 Larson Ralph I. Thermal interface and method of making the same
CN108384039A (zh) * 2018-03-02 2018-08-10 华南理工大学 一种液态金属与柔性基体界面粘附结构的设计方法
KR20180118030A (ko) * 2017-04-19 2018-10-30 한국전자통신연구원 액체 금속 혼합물 및 이를 이용한 도전 패턴 형성 방법
CN111916744A (zh) * 2020-07-31 2020-11-10 中南大学 一种锌离子电池液态金属复合负极及其制备方法和应用
CN112175236A (zh) * 2020-10-19 2021-01-05 四川大学 一种经液态金属改性的微纳米功能材料及其制备和应用
CN113717701A (zh) * 2021-07-26 2021-11-30 四川大学 一种可直接成型的改性液态金属复合材料及其制备方法
CN114005995A (zh) * 2021-11-01 2022-02-01 天津理工大学 一种柔性金属电极的制备方法
CN114649502A (zh) * 2020-12-18 2022-06-21 中国科学院物理研究所 液态金属涂层及其制备方法和在无锂金属锂电池中的应用
US20220254541A1 (en) * 2020-04-17 2022-08-11 Beijing Dream Ink Technologies Co., Ltd. Flexible conductive paste and flexible electronic device
US20220262538A1 (en) * 2019-12-19 2022-08-18 Beijing Dream Ink Technologies Co., Ltd. Liquid metal conductive paste and electronic device
CN115172992A (zh) * 2022-07-01 2022-10-11 云南中宣液态金属科技有限公司 一种液态金属涂层电池隔膜及其制备方法与锂离子电池

Patent Citations (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4649086A (en) * 1985-02-21 1987-03-10 The United States Of America As Represented By The United States Department Of Energy Low friction and galling resistant coatings and processes for coating
US20050155752A1 (en) * 2003-11-19 2005-07-21 Larson Ralph I. Thermal interface and method of making the same
KR20180118030A (ko) * 2017-04-19 2018-10-30 한국전자통신연구원 액체 금속 혼합물 및 이를 이용한 도전 패턴 형성 방법
CN108384039A (zh) * 2018-03-02 2018-08-10 华南理工大学 一种液态金属与柔性基体界面粘附结构的设计方法
US20220262538A1 (en) * 2019-12-19 2022-08-18 Beijing Dream Ink Technologies Co., Ltd. Liquid metal conductive paste and electronic device
US20220254541A1 (en) * 2020-04-17 2022-08-11 Beijing Dream Ink Technologies Co., Ltd. Flexible conductive paste and flexible electronic device
CN111916744A (zh) * 2020-07-31 2020-11-10 中南大学 一种锌离子电池液态金属复合负极及其制备方法和应用
CN112175236A (zh) * 2020-10-19 2021-01-05 四川大学 一种经液态金属改性的微纳米功能材料及其制备和应用
CN114649502A (zh) * 2020-12-18 2022-06-21 中国科学院物理研究所 液态金属涂层及其制备方法和在无锂金属锂电池中的应用
CN113717701A (zh) * 2021-07-26 2021-11-30 四川大学 一种可直接成型的改性液态金属复合材料及其制备方法
CN114005995A (zh) * 2021-11-01 2022-02-01 天津理工大学 一种柔性金属电极的制备方法
CN115172992A (zh) * 2022-07-01 2022-10-11 云南中宣液态金属科技有限公司 一种液态金属涂层电池隔膜及其制备方法与锂离子电池

Non-Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
HE SHUAI等: "Super Soft Conductor Based on Liquid Metal/Cotton Composite", 《JOURNAL OF ENERGY CHEMISTRY》, vol. 8, no. 10, 14 March 2020 (2020-03-14), pages 3553 - 3561 *
ZHOU, YONGHAN等: "Arbitrary skin metallization by pencil-writing inspired solid-ink rubbing for advanced energy storage and harvesting", 《JOURNAL OF ENERGY CHEMISTRY》, vol. 88, 31 January 2024 (2024-01-31), pages 592 - 602 *
史纳蔓等: "基于液态金属的纤维复合材 料应用研究进展", 《精细化工》, 15 August 2023 (2023-08-15), pages 1 - 12 *
秦琴;刘宜伟;王永刚;李润伟;: "基于液态金属的柔性导线的制备方法研究进展", 电子元件与材料, vol. 36, no. 04, 11 April 2017 (2017-04-11), pages 1 - 8 *

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