[发明专利]一种低熔点Bi基液态金属及其制备方法在审

申请号：	202111040262.7	申请日：	2021-09-06
公开（公告）号：	CN113737079A	公开（公告）日：	2021-12-03
发明（设计）人：	王利民;冯士东;关子横;杜前湫	申请（专利权）人：	燕山大学
主分类号：	C22C30/04	分类号：	C22C30/04;C22C1/02
代理公司：	北京市诚辉律师事务所 11430	代理人：	范盈;李玉娜
地址：	066004 河北***	国省代码：	河北;13
权利要求书：	查看更多	说明书：	查看更多
摘要：
搜索关键词：	一种熔点 bi 液态金属及其制备方法
钻瓜网技术展会专利词库专利权人专利榜在售专利公布日期热门专利

【说明书】：

本发明公开了一种低熔点Bi基液态金属及其合金化制备方法，其熔点温度约为40℃，所述液态金属由以下质量分数的组分组成：铋38.5～41％；铟16.5～18％；铅21～23％；锡10～11％；镉7～9％；镓1～5％。本发明通过基于合金化法的封管法制备六元Bi基液态金属BiInPbSnCdGa，通过微添加单质金属元素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，制备方法简单，只需简单抽真空封管后，熔炼使之均匀熔化即可，抽真空封管可保证液态金属的各组分的原始配比与熔样完成后的元素占比的一致性，保证液态金属的良好性能。

技术领域

本发明涉及合金材料技术领域，尤其涉及一种低熔点Bi基液态金属及其制备方法。

背景技术

铋(Bi)基液态金属是一类物理化学性质十分独特的新型功能材料，具有导电性强、热导率高、安全无毒等属性，并具有常规高熔点金属材料所没有的低熔点特性。其独特的感知能力、运动能力、变形能力、自修复能力、性能可调能力正为能源、先进制造、国防军事、柔性机器人，以及生物医疗健康等领域的发展带来颠覆性变革。目前，Bi基液态金属被广泛应用于3D打印成型、余热回收、太阳能、热接口材料、微流体等领域，其能够大幅提升产品和技术性能。不过，现有技术中仍存在一些技术瓶颈制约着Bi基液态金属的发展，例如熔点和粘度等。其中，有文献中记载道(White,Guy Kendall；Meeson,Philip J.(2002).Experimental techniques in low-temperature physics.Clarendon.pp.207–.ISBN9780198514275.)，五元共晶合金Bi_40.76In_18.16Pb_22.17Sn_10.68Cd_8.22和六元合金Bi_40.3In_17.7Pb_22.2Sn_10.7Cd_8.1Tl_1.1的熔点分别为46.5℃、41.5℃，申请人实测上述两种合金的熔点为：48.11℃和41.9℃。显而易见，目前Bi基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，所以研制低熔点的Bi基液态金属迫在眉睫。

发明内容

针对上述技术问题，本发明提供一种基于合金化方法制备得到的低熔点Bi基液态金属，通过控制成分配比及制样方法，探索具有低熔点的液态金属，其中液态金属熔点温度约40℃，显著降低其熔点，扩大液态金属在中温段的服役区间，拓展了液态金属在中温领域的应用。

为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：

本发明第一方面提供一种低熔点Bi基液态金属，以质量分数计，所述液态金属由以下组分组成：

铋38.5～41％；铟16.5～18％；铅21～23％；锡10～11％；镉7～9％；镓1～5％。

优选的，以质量分数计，所述液态金属由以下组分组成：铋40～41％；铟17～18％；铅22～23％；锡10～11％；镉8～9％；镓1.1％。

优选的，以质量分数计，以质量分数计，所述液态金属由以下组分组成：

铋39～40％；铟17～18％；铅21～22％；锡10～11％；镉8～9％；镓2％。

优选的，以质量分数计，所述液态金属由以下组分组成：

铋39～40％；铟17～18％；铅21～22％；锡10～11％；镉7～8％；镓3％。

优选的，以质量分数计，所述液态金属由以下组分组成：

铋38.5～39.5％；铟16.5～17.5％；铅21～22％；锡10～11％；镉7～8％；镓4％。