[发明专利]一种液态金属磁流体功能材料以及制备方法

说明书

本发明涉及一种液态金属磁流体功能材料以及制备方法，所述液态金属磁流体功能材料以液态金属为基液，磁性颗粒被均匀胞吞在所述基液内，所述基液内包在保存液中；所述保存液选自酸溶液、加入电极的碱溶液或乙醇溶液中的一种或多种。本发明制得的液态金属磁流体功能材料性能稳定，具有高的导热导电性，同时流动性以及磁性均较好，适用于多领域行业。且制备所述液态金属磁流体功能材料的方法简单快捷，过程易操作控制。

技术领域

本发明涉及磁流体技术领域，具体涉及一种液态金属磁流体功能材料及其制备方法。

背景技术

磁流体不仅具有固体材料的磁性，还兼备液体的流动性，是一种对磁场敏感的新型功能材料，它在各个领域具有广泛的用途，随着经济的发展，新型的磁流体功能材料受到越来越多研究者的关注。

磁流体作为一种胶体系统，它的关键技术在于具有磁性的物质均匀的分散到基液中，形成一种稳定的，具有磁性的流体材料，传统的磁流体基液主要有水、烃类、煤油、汞、脂类有机化合物等。这些基液导电导热性很差，挥发性太强，且存在易泄露问题，这大大限制水基和有机物基磁流体在某些领域的使用。

液态金属具有高的导电导热性，并且具有宽的液态温区(室温～2000℃)，可在各种环境下稳定存在，应用领域更加广泛。液态金属磁流体功能材料包括磁性颗粒、液态金属基液以及保存液。磁性材料是金属铁、钴、镍单质及其化合物等能够直接或间接产生磁性的物质，不同材料的磁性强度以及性能均有很大的区别，因此磁性颗粒的选择也是制备磁流体的关键因素；一般情况下，液态金属在空气中易氧化，从而影响液态金属磁流体的流动性、稳定性等性质，进而限制它的用途。因此液态金属磁流体的保存问题也是关键。目前制备磁流体主要是水基磁流体，制备过程复杂，能量消耗大，并且制备得到的磁流体易挥发、泄露、导热导电性差。

发明内容

基于上述问题，本发明提供一种液态金属磁流体功能材料，以液态金属为基液，磁性颗粒被均匀胞吞在所述基液内，所述基液内包在保存液中；

所述保存液选自酸溶液、加入电极的碱溶液或乙醇溶液中的一种或多种。

本发明所述的液态金属磁流体功能材料的稳定性高、导热导电性高。

本发明进一步提出的，所述液态金属与所述磁性颗粒的重量比为 4～15:1，优选为6～8:1；最优选为7:1。

本发明进一步提出的，所述液态金属选自镓、铟、锡、锌、铋、铬、汞中的一种或多种；

优选的，所述液态金属为至少含有锌的二元或多元合金，锌的重量不低于1％；

更优选的，所述液态金属为镓铟、镓锌、镓铟锡、镓铟锌或镓铟锡锌的合金，最优选为Ga₇₂In₁₂Zn₁₆合金。

本发明进一步提出的，所述磁性颗粒选自单质铁、钴或镍，以及铁、钴或镍的氧化物、氮化物中的一种或多种；

优选的，所述磁性颗粒选自Fe、Co、Fe₃O₄、γ-Fe₂O、FeN、Fe₂O₃、 CoO₂、Fe₁₆N₂、CoFe₂O₄中的一种或多种；优选为Co(单质钴)。

更优选的，所述磁性颗粒的粒径为1～2000nm；当所述磁性颗粒的粒径为150～250nm时，磁性颗粒不易发生团聚，且胞吞效果更优。

本发明进一步提出的，所述胞吞在酸溶液中进行；优选的，所述酸溶液可采用常规的酸，优选采用盐酸溶液。胞吞结束后，去除盐酸溶液即可。

本发明进一步提出的，所述保存液选自盐酸溶液、硫酸溶液、磷酸溶液、醋酸溶液、草酸溶液、氢氧化钠溶液、氯化钠溶液、乙醇溶液中的一种；