[发明专利]一种基于DSC测试结果开发出熔点温度低于6℃的液态金属及其制备方法

说明书

本发明基于DSC测试结果开发出熔点温度低于6℃的液态金属及其方法，本发明提供的熔点温度低于6℃的液态金属成分均以原子百分数计，包括铟13～14％，锡7.5～8％，锌2.5～3％，铝0.8～1％，硅0.12～0.13％，镁0.5～0.6％，镉0.5～0.6％，余量的镓。本发明以组成GaInSnZnAlCuMgCd体系，熔点温度5.92℃。类似的还有GaInSnZnAlGeMgCd体系，熔点温度5.97℃。本发明通过微添加的方式对组分和比例进行微调整来降低液态金属的熔点温度，组分清晰，实验简单，只需简单真空熔炼使之均匀熔化即可，是一种可保证液态金属良好性能的高效降低熔点方式。

技术领域

本发明涉及合金材料领域，尤其涉及一种低温下的液态金属及其制备方法和应用。

背景技术

最近一些年来，室温Ga基液态金属作为一种新型多功能材料渐渐出现在人们的视野中，因其兼顾金属和液体的特性使之在导电导热以及柔性电子产品上面展现出无与伦比的优势。相比常温下为液态的Hg而言，室温Ga基液态金属具有低的蒸汽压，安全无毒，物化性质稳定，极易回收等优点，使之已经成为一种代替Hg的绝佳选择。目前，室温Ga基液态金属已应用于柔性电子、中央处理器(CPU)散热器、柔性机器人、柔性天线等多个关键技术领域，能大幅提升产品和技术性能。不过，仍然有一些关键性问题制约着液态金属的发展，例如熔点和粘度。显而易见，Ga基液态金属在室温下呈现液态是与其低熔点紧密相关的，然而目前液态金属的熔点还远远没有达到能适应各种复杂情况下的应用，所以研制熔点更低的液态金属是迫在眉睫的。本发明就是以降低液态金属的熔点为目标，研制出熔点温度低于6℃的合金组分，进一步扩大了液态金属的服役温度区间。

发明内容

本发明提供了一种基于DSC测试结果开发出熔点温度低于6℃液态金属及其制备方法，利用DSC测试建立熔点降低的思路和方法，探索具有低熔点的液态金属，提供的液态金属合金熔点温度低于6℃，且是用DSC测试出的，数据充足准确性更高。说明本发明提供的液态合金具有明显降低熔点的效果，扩大液态金属在低温段的服役区间，实现低温领域的广泛应用。

本发明提供了一种基于DSC测试结果开发出熔点温度低于6℃液态金属，以原子分数计，所述液态金属包括以下组分：

铟13～14％；锡7.5～8％；锌2.5～3％；铝0.8～1％；硅0.12～0.13％；

镁0.5～0.6％；镉0.5～0.6％；

余量的镓。

优选的，将硅替换为铜，以原子分数计，所述液态金属包括以下组分铟13～14％；锡7.5～8％；锌2.5～3％；铝0.8～0.9％；铜0.15～0.2％；

镁0.5～0.6％；镉0.5～0.6％；

余量的镓。

优选的，将硅替换为锗，以原子分数计，所述液态金属包括以下组分：

铟13～14％；锡7.5～8％；锌2.5～3％；铝0.7～0.8％；锗0.25～0.3％；

镁0.5～0.6％；镉0.5～0.6％；

余量的镓。

优选的，所述液态金属合金熔点温度都低于6℃。

优选的，所述液态金属合金实验最佳合金配比为：

((Ga_77.2In_14.4Sn_8.4)₉₇Zn₃)₉₈Al_0.878Si_0.122Mg_0.5Cd_0.5；