CN116234280A - 液态金属复合薄膜材料及电子设备 - Google Patents

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Abstract

本公开实施例公开了一种液态金属复合薄膜材料及电子设备。所述液态金属复合薄膜材料由钙钛矿薄膜浸入液态金属中，并经冷冻固化后得到；其中，所述钙钛矿薄膜表面具有通孔，所述液体金属填充入所述通孔内，多孔结构的钙钛矿薄膜作为液态金属的“储存器”，将液态金属填充于多孔薄膜管径内成功制备了液态金属复合薄膜材料，在提供多路径热传递通道和增强散热强度的同时，解决了液态金属溢出及金属氧化问题。

Description

液态金属复合薄膜材料及电子设备
技术领域
本公开涉及功能复合材料技术领域，具体涉及一种液态金属复合薄膜材料及电子设备。
背景技术
金属材料是常用的散热和电磁屏蔽材料，但其导热率上限只有～429W/(m·k)，且存在密度大、柔性差等缺点，很难满足高功率密度电子器件，特别是柔性电子器件的应用需求。液态金属由于具有低熔点、高导热率，流动性好，安全无毒且性质稳定，耐高温等优点，可以保证散热系统的高效、长期、稳定运行。同时液态金属相变材料密度较大，这使得其单位体积的相变潜热大，即储能密度大、结构紧凑，利于器件的微型化。然而，液态金属由于表面张力大，填充于界面后易溢出，严重影响其导热性能。另外，仅具备高导热性能的单一液态金属材料已无法满足多功能化导热及电磁屏蔽兼容等需求。
发明内容
为了解决相关技术中的问题，本公开实施例提供一种液态金属复合薄膜材料及电子设备。
第一方面，本公开实施例中提供了一种液态金属复合薄膜材料。
具体地，所述液态金属复合薄膜材料由钙钛矿薄膜浸入液态金属中，并经冷冻固化后得到；其中，所述钙钛矿薄膜表面具有通孔，所述液体金属填充入所述通孔内。
可选地，所述钙钛矿薄膜由表面具有所述通孔的硬质阳极氧化膜与碱土元素离子反应后得到；本公开方式中，钙钛矿薄膜结构可以用ABO3表示，A位为碱土元素，阳离子呈12配位结构，位于由八面体构成的空穴内；B位多选用第一过渡金属元素。优选地，所述钙钛矿薄膜还掺杂有第二过渡金属元素。
可选地，所述钙钛矿薄膜为Ba1-xMnxTiO3薄膜，其中，x的取值为0-0.4。
可选地，所述Ba1-xMnxTiO3薄膜为在Ti-Pt合金片上激光刻蚀出所述通孔并采用硬质阳极氧化法制得的TiO2薄膜，与钡离子或者同时与钡离子、锰离子反应制得；其中，刻蚀出的所述通孔的形状为圆形、X形、Y形中的一种或几种。
可选地，所述液体金属为镓基液态金属或者钠钾合金。
可选地，所述镓基液态金属为Ga50-72In20-42Sn6-10，优选为Ga68.5In21.5Sn10。
可选地，所述液态金属复合薄膜材料的上下表面包覆有机硅层，形成三明治结构。
可选地，所述有机硅层与液态金属复合薄膜材料之间还填充有碳纳米管纤维。
可选地，所述有机硅层的厚度为0.4-2.0mm。
第二方面，本公开实施例中提供了一种液态金属复合薄膜材料的制备方法。
具体地，所述液态金属复合薄膜材料的制备方法包括：
表面具有通孔的钙钛矿薄膜的制备；
钙钛矿薄膜以及液体金属的表面改性；
将钙钛矿薄膜浸入液态金属，待液体金属填充入通孔后，冷冻固化后得到液态金属复合薄膜材料。
可选地，表面具有通孔的钙钛矿薄膜的制备步骤包括：
采用激光刻蚀及硬质阳极氧化法，制备具有通孔的硬质阳极氧化膜；
将硬质阳极氧化膜与碱土元素离子反应后得到表面具有通孔的钙钛矿薄膜。
以钙钛矿薄膜Ba1-xMnxTiO3为例进行说明，首先采用激光刻蚀及硬质阳极氧化法制备具有通孔的TiO2薄膜，然后采用水热法制备Ba1-xMnxTiO3薄膜。
具体地，步骤一：采用d电子合金设计理论设计制备基底材料，采用真空烧结工艺制备出高强度-高韧性-高导热的Ti-Pt合金试样。将Ti-Pt合金基底材料在氩气气氛保护下低温热处理消除加工过程中产生的机械应力，经400至1600目的水砂纸依次单方向打磨至表面光滑，至镜面反光的效果，并放入1M硫酸钠溶液中电化学处理，时间10min，电压10V。之后用去离子水冲洗干净，干燥备用。将处理好的Ti-Pt合金片，采用模板压印和激光刻蚀工艺预制出微米级规则排列不同孔径形状(圆形、X形、Y形)的凹痕，然后用丙酮，乙醇和用去离子水依次超声清洗，并真空干燥。
步骤二：采用双电极体系，工作电极为Ti-Pt合金薄片，对电极采用Pt片，在不同酸碱体系电解质溶液中进行氧化，氧化温度：0℃恒温循环水，直流电压130V～210V，氧化时间10-20h。氧化时间结束之后，通过比阳极氧化高出6V的短时间电压脉冲将Ti-Pt合金基板和氧化膜分离。然后将氧化膜样品放在乙醇溶液中超声清洗3min，再用去离子水冲洗数次，在室温下干燥，得到不同孔状TiO2薄膜。本公开方式中，优选采用酸体系电解质溶液制备的TiO2薄膜来进一步制备Ba1-xMnxTiO3薄膜，这是由于在酸性溶液溶解的作用下，模板孔道较直，无截断孔，支孔等缺陷，而且垂直于基体生长，均匀性和连续性较好，孔壁光滑，孔径增大，且大孔的规则度较好，整体薄膜表面更加平整。
其中，碱体系电解质溶液：选用甘油-去离子水-氟化铵混合液，配置浓度1.2mol/L的氨水100mL，将100mL甘油与氨水搅拌均匀得到电解质溶液；其中，直流电压优选190V，氧化时间优选16h；所制备TiO2薄膜厚度3000μm，圆形孔径大小20-30μm，X形孔宽度大小25-35μm，Y形孔宽度20-35。
酸体系电解质溶液：选择高氯酸-磷酸-乙二醇混合液(高氯酸：磷酸：乙二醇体积比＝2：1：7)，氧化温度：0℃恒温循环水，直流电压优选170V，氧化时间优选14h。其中，所制备的TiO2薄膜厚度3500μm，圆形孔径大小25-35μm，X形孔宽度大小30-40μm，Y形孔宽度25-35μm。
步骤三：以Ba(OH)2·8H2O为钡源，配置60mL浓度0.25mol/L的Ba2+溶液，取一定量的MnCl2溶于上述溶液中搅拌至完全溶解，且上述溶液中Ba和Mn离子的摩尔含量比为1-0.6：0-0.4，随后将一定量的乙二醇溶液加入上述溶液中搅拌均匀，将得到的混合悬浮溶液和步骤一制得的TiO2薄膜放入水热釜中，超声震荡30min后，200℃水热反应6h，自然冷却至室温。将样品用乙醇和去离子水一次洗涤数次后真空干燥，得到Ba1-xMnxTiO3薄膜。
可选地，还包括步骤四：将步骤三制备的Ba1-xMnxTiO3薄膜，在氮气气氛下低温烧结，升温速度5-8℃/min，先升温至400℃，保温5min，再升温至800℃保温15min，作用在于一方面得到更加均匀致密的薄膜，另一方面提高薄膜的介电常数。然后将热处理过的薄膜放入草酸中浸泡1h，保证通孔通畅，并去离子水冲洗后室温下干燥。
可选地，钙钛矿薄膜以及液体金属的表面改性，以提高浸润性。具体地，在室温下，将钙钛矿薄膜以及液体金属分别放入无水乙醇中超声处理30min，水温控制在30℃以下，待酒精自然蒸发后放入烘箱30℃鼓风干燥10h。
可选地，将钙钛矿薄膜浸入液态金属，待液体金属填充入通孔后，冷冻固化后得到液态金属复合薄膜材料。具体地，在真空和超声震动下，将钙钛矿薄膜浸入液体金属中，待液态金属充满薄膜管径后，放入冰箱内-10℃冷冻固化，得到液态金属复合薄膜材料。
第三方面，本公开实施例中提供了一种有机硅层包覆的液态金属复合薄膜材料的制备方法。
具体地，所述有机硅层包覆的液态金属复合薄膜材料的制备方法包括：
有机硅复合浆料的制备；
在液态金属复合薄膜材料的表面喷涂有机硅复合浆料，经加热固化得有机硅层包覆的液态金属复合薄膜材料。
可选地，有机硅复合浆料的制备步骤包括：按重量份将10-15份乙烯基硅油、1-5份端含氢硅油、70-90份导热填料、10-20份吸波填料，0.5-2硅烷类偶联剂、0.5-1份铂金水催化剂、0.05-0.5份炔醇抑制剂、0.1-0.8份补强剂、0.1-0.7份甲基MQ树脂加入到行星搅拌机中进行搅拌混合，在常温真空条件下搅拌均匀并除泡，先用500-800rpm转速搅拌60min，再用1500rpm转速搅拌50min，然后静置真空震动排泡时间30min，得到有机硅复合浆料。
其中，所述乙烯基硅油和含氢硅油的密度均为0.83-0.93g/mL；所述导热填料的密度低于2g/mL；所述导热填料可选但不限于多孔氧化镁纳米球、多孔氧化铝纳米球、空心玻璃珠中的一种或多种混合物。所述吸波填料可选但不限于多孔SiC纳米微球、Co-Ni铁氧体中的一种或两种混合物。所述硅烷类偶联剂可选但不限于乙烯基硅烷、氨基硅烷、甲基丙烯酰氧基硅烷一种或多种混合物。
可选地，在液态金属复合薄膜材料的表面喷涂有机硅复合浆料，经加热固化得有机硅层包覆的液态金属复合薄膜材料。具体地，采用帘式涂布技术，将有机硅复合浆料置于涂布机内，除泡后均匀的喷涂于液态金属复合薄膜材料表面，喷涂厚度0.4-1.0mm，然后放置加热室加热固化，温度设置为60-80℃，加热时间为20-30min，得三明治层状结构的有机硅包覆的液态金属复合薄膜材料。
可选地，还包括：将碳纳米管纤维填充有机硅层与液态金属复合薄膜材料之间的步骤。
具体地，将碳纳米管纤维裁剪成薄膜大小，放入45％H2SO4和50％HNO4混合溶液中超声处理30min，并用去离子水洗涤数次，60℃烘箱干燥后备用。在固化前将处理过的碳纳米管纤维贴于液态金属复合薄膜材料两侧，再继续喷涂有机硅复合浆料，厚度0.4-1.0mm。
第四方面，本公开实施例提供了一种电子设备，包括第一方面任一项所述的液态金属复合薄膜材料。
本公开实施例提供的技术方案可以包括以下有益效果：
本公开实施例提供的液态金属复合薄膜材料，首先采用激光刻蚀和阳极氧化法制备具有通孔的硬质阳极氧化膜，然后通过水热法合成了多孔结构的钙钛矿薄膜作为液态金属的“储存器”，将液态金属填充于多孔薄膜管径内成功制备了液态金属复合薄膜材料，在提供多路径热传递通道和增强散热强度的同时，解决了液态金属溢出及金属氧化问题。由于液态金属导热性能优良，但对外散热性能较慢，为防止热量集中在内部层，通过在液态金属复合薄膜材料的外部包覆具有低密度导热及电磁屏蔽功能的有机硅浆料，并在包覆层与液态金属复合薄膜材料中间加纤维碳层，一方面，提高了散热速度和降低薄膜重量，另一方面，外部包覆层和内部纤维碳层的双重作用，提高了薄膜的电磁屏蔽效果，纤维碳层进一步提高了薄膜的强度、韧性及密封性。本发明制备的液态金属复合薄膜材料具有高导热、高电磁屏蔽、耐腐蚀性、低密度、超薄轻质等诸多优点，为新型导热及电磁屏蔽复合材料的设计开发和性能优化提供了良好的思路。
应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本公开。
具体实施方式
下面通过实施例的方式进一步说明本发明，但可以理解的是，这些具体实例将不以任何方式限制本发明的范围。需要说明的是，如无特别提及，在下述实施例中使用的原料均为市售商品。
实施例1
激光刻蚀：采用d电子合金设计理论设计制备基底材料，采用真空烧结工艺制备出高强度-高韧性-高导热的Ti-Pt合金(Ti：Pt的含量比2：1)，长*宽＝30mm*10mm、厚度为1-3mm的试验样品用于后续试验。将基底材料在氩气气氛保护下低温热处理(升温速度5-8℃/min，升温至600℃，保温1h)消除加工过程中产生的机械应力。然后将经400目、800目、1200目、1600目的水砂纸依次单方向打磨至表面光滑，至镜面反光的效果，并放入1M硫酸钠溶液中电化学处理，时间10min，电压10V。然后用去离子水冲洗干净，干燥备用。将处理好的Ti-Pt合金片，采用激光刻蚀与模板压印工艺预制出微米级规则排列的圆形凹痕，然后用丙酮，乙醇和用去离子水依次超声清洗，并真空干燥。
硬质阳极氧化法：采用双电极体系，工作电极为Ti-Pt合金薄片，对电极采用Pt片(尺寸1.5cm*3.0cm)。电解质溶液选择高氯酸-磷酸-乙二醇混合液(高氯酸：磷酸：乙二醇体积比＝2：1：7)，氧化温度：0℃恒温循环水，直流电压130V～210V，氧化时间10-20h。氧化时间结束之后，通过比阳极氧化高出6V的短时间电压脉冲将Ti-Pt合金基板和氧化膜分离。然后将氧化膜样品放在乙醇溶液中超声清洗3min，再用去离子水冲洗数次，在室温下干燥，得到圆型孔状TiO2微米管薄膜。
实施例2
与实施例1不同的是，采用激光刻蚀与模板压印工艺预制出微米级规则排列的X型凹痕，其余步骤参照实施例1得到X型孔状TiO2微米管薄膜。
实施例3
与实施例1不同的是，采用激光刻蚀与模板压印工艺预制出微米级规则排列的Y型凹痕，其余步骤参照实施例1得到Y型孔状TiO2微米管薄膜。
实施例4
采用水热法制备Ba1-xMnxTiO3薄膜，以Ba(OH)2·8H2O为钡源，配置60mL浓度0.25mol/L的Ba2+溶液，取一定量的MnCl2溶于上述溶液中搅拌至完全溶解，且上述溶液中Ba和Mn离子的摩尔含量比为1：0，随后将一定量的乙二醇溶液加入上述溶液中搅拌均匀，将得到的混合悬浮溶液和实施例1中制备的TiO2微米管薄膜放入水热釜中，超声震荡30min后，200℃水热反应6h，自然冷却至室温。将样品用乙醇和去离子水一次洗涤数次后真空干燥，得到微米管状BaTiO3薄膜。并在氮气气氛下烧结，升温速度8℃，先升温至400℃，保温5min，再升温至800℃保温15min。然后将热处理过的薄膜放入草酸中浸泡1h，保证管径通畅，并去离子水冲洗后自然晾干备用。
实施例5
与实施例4不同的是，Ba和Mn离子的摩尔含量比为0.6：0.4，其余步骤参照实施例4得到微米管状Ba0.6Mn0.4TiO3薄膜。
实施例6
与实施例4不同的是，Ba和Mn离子的摩尔含量比为0.8：0.2，其余步骤参照实施例4得到微米管状Ba0.8Mn0.2TiO3薄膜。
实施例7
与实施例6不同的是，将得到的混合悬浮溶液和实施案例2中制备的TiO2微米管薄膜放入水热釜中反应，其余步骤参照实施例6得到X型微米管状Ba0.8Mn0.2TiO3薄膜。
实施例8
与实施例6不同的是，将得到的混合悬浮溶液和实施案例3中制备的TiO2微米管薄膜放入水热釜中反应，其余步骤参照实施例6得到Y型微米管状Ba0.8Mn0.2TiO3薄膜。
实施例9-11
分别将实施例6、7、8中制备的不同孔径(圆型，X型，Y型)的Ba0.8Mn0.2TiO3薄膜和低熔点合金Ga68.5In21.5Sn10液态金属表面改性，提高浸润性。在室温下，将Ba0.8Mn0.2TiO3薄膜和Ga68.5In21.5Sn10液态金属分别放入无水乙醇中超声处理30min，水温控制在30℃一下，待酒精自然蒸发后放入烘箱30℃鼓风干燥10h。然后在真空和超声震动下，将Ba0.8Mn0.2TiO3薄膜浸入Ga68.5In21.5Sn10液态金属中，待Ga68.5In21.5Sn10液态金属充满薄膜管径后，放入冰箱内-10℃冷冻固化，得到圆形孔径的Ba0.8Mn0.2TiO3/液态金属复合薄膜(实施例9)，X型孔径的Ba0.8Mn0.2TiO3/液态金属复合薄膜(实施例10)，Y型孔径的Ba0.8Mn0.2TiO3/液态金属复合薄膜(实施例11)。
实施例12
按重量份，将10份乙烯基硅油、3份端含氢硅油、70份导热填料、10份吸波填料，1份硅烷类偶联剂、0.5份铂金水催化剂、0.1份炔醇抑制剂、0.1份补强剂、0.1份甲基MQ树脂按顺序逐一加入到行星搅拌机中进行搅拌混合，在常温真空条件下搅拌均匀并除泡，先用500rpm转速搅拌60min，再用1500rpm转速搅拌50min，然后静置真空震动排泡时间30min，得到低密度有机硅复合浆料。采用帘式涂布技术，将有机硅复合浆料置于涂布机内，除泡后均匀的喷涂于Ba0.8Mn0.2TiO3/液态金属复合薄膜表面，喷涂厚度0.4mm，放置加热室加热固化(温度设置为60℃，加热时间为20min。)，得有机硅包覆的Ba0.8Mn0.2TiO3/液态金属复合薄膜。
实施例13
按重量份，将12.5份乙烯基硅油、4份端含氢硅油、75份导热填料、15份吸波填料，1.5份硅烷类偶联剂、0.8份铂金水催化剂、0.3份炔醇抑制剂、0.3份补强剂、0.2份甲基MQ树脂按顺序逐一加入到行星搅拌机中进行搅拌混合，在常温真空条件下搅拌均匀并除泡，先用650rpm转速搅拌60min，再用1500rpm转速搅拌50min，然后静置真空震动排泡时间30min，得到低密度有机硅复合浆料。采用帘式涂布技术，将有机硅复合浆料置于涂布机内，除泡后均匀的喷涂于Ba0.8Mn0.2TiO3/液态金属复合薄膜表面，喷涂厚度0.4mm，放置加热室加热固化(温度设置为60℃，加热时间为20min。)，得有机硅包覆的Ba0.8Mn0.2TiO3/液态金属复合薄膜。
实施例14
按重量份，将15份乙烯基硅油、5份端含氢硅油、80份导热填料、20份吸波填料，2份硅烷类偶联剂、1份铂金水催化剂、0.5份炔醇抑制剂、0.5份补强剂、0.3份甲基MQ树脂按顺序逐一加入到行星搅拌机中进行搅拌混合，在常温真空条件下搅拌均匀并除泡，先用800rpm转速搅拌60min，再用1500rpm转速搅拌50min，然后静置真空震动排泡时间30min，得到低密度有机硅复合浆料。采用帘式涂布技术，将有机硅复合浆料置于涂布机内，除泡后均匀的喷涂于Ba0.8Mn0.2TiO3/液态金属复合薄膜表面，喷涂厚度0.4mm，放置加热室加热固化(温度设置为60℃，加热时间为20min。)，得有机硅包覆的Ba0.8Mn0.2TiO3/液态金属复合薄膜。
实施例15
采用帘式涂布技术，将实施例14中有机硅复合浆料置于涂布机内，除泡后均匀的喷涂于Ba0.8Mn0.2TiO3/液态金属复合薄膜，喷涂厚度0.6mm，放置加热室加热固化(温度设置为60℃，加热时间为20min。)，得有机硅包覆的Ba0.8Mn0.2TiO3/液态金属复合薄膜。
实施例16
采用帘式涂布技术，将实施例14中有机硅复合浆料置于涂布机内，除泡后均匀的喷涂于Ba0.8Mn0.2TiO3/液态金属复合薄膜表面，喷涂厚度0.8mm，放置加热室加热固化(温度设置为75℃，加热时间为25min。)，得有机硅包覆的Ba0.8Mn0.2TiO3/液态金属复合薄膜。
实施例17
采用帘式涂布技术，将实施例14中有机硅复合浆料置于涂布机内，除泡后均匀的喷涂于Ba0.8Mn0.2TiO3/液态金属复合薄膜表面，喷涂厚度1.0mm，放置加热室加热固化(温度设置为80℃，加热时间为30min。)，得有机硅包覆的Ba0.8Mn0.2TiO3/液态金属复合薄膜。
实施例18
将碳纳米管纤维裁剪成薄膜大小，放入45％H2SO4和50％HNO4混合溶液中超声处理30min，并用去离子水洗涤数次，60℃烘箱干燥后备用。采用帘式涂布技术，将实施例14中有机硅复合浆料置于涂布机内，除泡后均匀的喷涂于Ba0.8Mn0.2TiO3/液态金属复合薄膜表面，喷涂厚度0.4mm，在固化前将处理过的碳纳米管纤维贴于薄膜两侧，再继续喷涂有机硅复合浆料，厚度0.4mm，然后放置加热室加热固化，温度设置为80℃，加热时间为30min，得有机硅包覆的Ba0.8Mn0.2TiO3/液态金属复合薄膜。
实施例19
将碳纳米管纤维裁剪成薄膜大小，放入45％H2SO4和50％HNO4混合溶液中超声处理30min，并用去离子水洗涤数次，60℃烘箱干燥后备用。采用帘式涂布技术，将实施例14中有机硅复合浆料置于涂布机内，除泡后均匀的喷涂于Ba0.8Mn0.2TiO3/液态金属复合薄膜表面，喷涂厚度1.0mm，在固化前将处理过的碳纳米管纤维贴于薄膜两侧，再继续喷涂有机硅复合浆料，厚度1.0mm，然后放置加热室加热固化，温度设置为80℃，加热时间为30min，得有机硅包覆的Ba0.8Mn0.2TiO3/液态金属复合薄膜。
在ASTM-D5470的标准下采取热流法对有机硅多层复合垫片的导热性能进行测试，并在矢量网络分析仪上测定样品2～18GHz频率范围内的电磁参数，依据HB5142-96标准在MTS810-100kN型试验机上对样品进行断裂韧性试验。测试结果如表1所示。
上述实施例1-9制得的有机硅多层复合材料的导热性能、吸波性能及厚度如下表1所示：
实施例 导热系数(W/m·K) 反射损耗(dB) 断裂韧性(MPa·m1/2)
实施例4 / -50.12 24.12
实施例5 / -53.76 23.76
实施例6 / -56.48 24.48
实施例7 / -57.23 25.23
实施例8 / -56.41 27.41
实施例9 46.12 -57.43 31.54
实施例10 51.28 -59.17 28.97
实施例11 49.57 -58.66 30.15
实施例12 86.52 -60.72 34.72
实施例13 88.71 -62.12 35.67
实施例14 90.12 -64.48 34.16
实施例15 91.02 -65.16 34.71
实施例16 93.67 -67.23 35.32
实施例17 92.10 -68.44 36.48
实施例18 95.64 -70.28 47.62
由上述表1可以看出，实施案例4～6中以圆孔型TiO2微米管薄膜为模板制备Ba1- xMnxTiO3薄膜，Ba和Mn离子的摩尔含量比不同，对材料的吸波性能及韧性影响很大，当Ba和Mn离子的摩尔含量比0.8：0.2时，Ba1-xMnxTiO3薄膜的电磁屏蔽性能(-56.48dB)和韧性(24.48MPa·m1/2)最佳，表明调节合适的Ba和Mn离子的摩尔含量比是改善Ba1-xMnxTiO3薄膜阻抗匹配及提高电磁屏蔽性能的关键。
由上述表1实施案例7和8可以看出，不同孔径的Ba0.8Mn0.2TiO3薄膜对材料的反射损耗(dB)和断裂韧性(MPa·m1/2)有一定的影响，X型孔径Ba0.8Mn0.2TiO3薄膜，一方面为后续复合提供了良好的导热通道，一方面独特的孔型设计及内部离子的掺杂，提高和增加了电磁波入射的折射率和吸收率，使电磁波缓慢损耗而被迅速吸收。实施例9-11中，三个不同孔型的Ba0.8Mn0.2TiO3薄膜与改性低熔点合金Ga68.5In21.5Sn10液态金属良好的复合，使Ba0.8Mn0.2TiO3薄膜在保证优良的电磁屏蔽性能的同时，具有较好的导热性能。
由上述表1中实施案例12～14可以看出，加入有机硅基料制备三明治状复合薄膜，大大增加了复合薄膜的导热性能、吸波性能和强度韧性。在厚度一定的情况下，随着导热填料和吸波填料的增加，实施例14中复合薄膜的导热性能(90.12W/m·K)和吸波性能(-64.48W/m·K)明显提高，但强度韧性有所下降，由于导热填料和吸波填料的增加，使得内部粉料发生团聚等现象，导致复合薄膜的韧性(34.16MPa·m1/2)有所降低。进一步的改变有机硅包覆的厚度(实施例15～17)，复合薄膜的吸波性能和强度韧性有所提高，其导热性能先增加(93.67W/m·K)后有所降低(92.10W/m·K)，由于厚度不断增加会导致复合材料的热阻增大，从而降低导热性能，当厚度为0.8mm时，导热性能最佳(93.67W/m·K)。为更近一步提高材料的强度韧性、导热性能及电磁屏蔽性能，在Ba0.8Mn0.2TiO3/液态金属复合薄膜两侧增加碳纳米管纤维后，再喷涂不同厚度的有机硅包覆(实施例18和19)，整体提高了有机硅复合垫片的综合性能。
以上描述仅为本公开的较佳实施例以及对所运用技术原理的说明。本领域技术人员应当理解，本公开中所涉及的发明范围，并不限于上述技术特征的特定组合而成的技术方案，同时也应涵盖在不脱离所述发明构思的情况下，由上述技术特征或其等同特征进行任意组合而形成的其它技术方案。例如上述特征与本公开中公开的(但不限于)具有类似功能的技术特征进行互相替换而形成的技术方案。

Claims (10)

1.一种液态金属复合薄膜材料，其特征在于，由钙钛矿薄膜浸入液态金属中，并经冷冻固化后得到；其中，所述钙钛矿薄膜表面具有通孔，所述液体金属填充入所述通孔内。
2.根据权利要求1所述的液态金属复合薄膜材料，其特征在于，
所述钙钛矿薄膜由表面具有所述通孔的硬质阳极氧化膜与碱土元素离子反应后得到；优选地，所述钙钛矿薄膜还掺杂有第二过渡金属元素。
3.根据权利要求2所述的液态金属复合薄膜材料，其特征在于，
所述钙钛矿薄膜为Ba1-xMnxTiO3薄膜，其中，x的取值为0-0.4。
4.根据权利要求3所述的液态金属复合薄膜材料，其特征在于，
所述Ba1-xMnxTiO3薄膜为在Ti-Pt合金片上激光刻蚀出所述通孔并采用硬质阳极氧化法制得的TiO2薄膜，与钡离子或者同时与钡离子、锰离子反应制得；其中，刻蚀出的所述通孔的形状为圆形、X形、Y形中的一种或几种。
5.根据权利要求1-4任一项所述的液态金属复合薄膜材料，其特征在于，所述液体金属为镓基液态金属或者钠钾合金。
6.根据权利要求5所述的液态金属复合薄膜材料，其特征在于，所述镓基液态金属为Ga50-72In20-42Sn6-10，优选为Ga68.5In21.5Sn10。
7.根据权利要求1-6任一项所述的液态金属复合薄膜材料，其特征在于，所述液态金属复合薄膜材料的上下表面包覆有机硅层，形成三明治结构。
8.根据权利要求7所述的液态金属复合薄膜材料，其特征在于，所述有机硅层与液态金属复合薄膜材料之间还填充有碳纳米管纤维。
9.根据权利要求7所述的液态金属复合薄膜材料，其特征在于，所述有机硅层的厚度为0.4-2.0mm。
10.一种电子设备，包括如权利要求1-9任一项所述的液态金属复合薄膜材料。
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