[发明专利]导电性液态合金及制备方法

说明书

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