[发明专利]一种刚度可控的液态金属复合纤维材料及其制备方法

权利要求书

1.一种刚度可控的液态金属复合纤维材料，其特征在于，包括液态金属，液态金属中分布有磁性颗粒和纤维，在无磁场施加时，材料保持液态，具有良好流动性；在施加外部磁场时，所述磁性颗粒沿磁感线方向有序排布，所述纤维在磁性颗粒有序排布的约束下沿特定方向排布，使得受到外力作用时可以作为支架起到维持结构稳定的作用；当撤去外加磁场时，所述磁性颗粒重新散乱分布，所述纤维回到无约束状态，材料重新回到柔性状态。

2.根据权利要求1所述刚度可控的液态金属复合纤维材料，其特征在于，所述液态金属为汞、铋、镓铟锡合金、铋铟锡合金或镓铟合金，所述纤维为细长丝状结构，所述磁性颗粒指具有磁性的微颗粒。

3.根据权利要求2所述刚度可控的液态金属复合纤维材料，其特征在于，所述镓铟合金为共晶镓铟合金，所述纤维为碳纤维束、涤纶、腈纶或尼龙，所述磁性颗粒为铁、钴、镍及其合金的纳米颗粒。

4.根据权利要求3所述刚度可控的液态金属复合纤维材料，其特征在于，所述共晶镓铟合金由质量分数为75.5％的镓和24.5％的铟组成；所述碳纤维束由1000～5000根单根直径为7微米的碳纤维丝聚合而成，直径0.01～0.6毫米，长度可调；所述纳米颗粒的粒径为10～2000纳米。

5.根据权利要求1所述刚度可控的液态金属复合纤维材料，其特征在于，通过调节用于刚度调控的磁场具体参数，来调整材料刚度，磁场强度越大，材料的刚度越高。

6.根据权利要求1或5所述刚度可控的液态金属复合纤维材料，其特征在于，采用不均匀空间分布的磁场，提高材料的刚度。

7.权利要求1所述刚度可控的液态金属复合纤维材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

1)将适量磁性颗粒置于液态金属中，加入盐酸，充分搅拌至混合均匀，用去离子水冲洗掉盐酸与表面附着的多余的磁性颗粒；

2)将适量纤维均匀混入上一步中得到的混有磁性颗粒的液态金属，适当搅拌令纤维均匀分布。

8.根据权利要求7所述刚度可控的液态金属复合纤维材料的制备方法，其特征在于，所述盐酸的质量分数为5％，盐酸与液态金属的体积比为20：1。