[發明專利]一種低熔點金屬開關

無效

• 申請號: 201310162074.0
• 申請日: 2013-05-06
• 公開（公告）號: CN103258683A
• 公開（公告）日: 2013-08-21
• 發明（設計）人: 郭瑞;考笑梅
• 申請（專利權）人: 北京依米康散熱技術有限公司
• 主分類號: H01H29/22
• 分類號: H01H29/22
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種傾側開關，特別涉及一種以低熔點金屬為工作介質的傾側開關，可替代水銀開關用于設備的自動控制。

背景技術

水銀開關是目前應用廣泛的一種電路開關，水銀開關將水銀密封于一端接電極的容器中，容器中多數為真空或注入惰性氣體。工作時，水銀因重力流向容器中較低的地方，如果同時接觸到兩個電極的話，則電路閉合，開啟開關。水銀開關結構簡單，靈敏度高，但水銀對人體及環境均有毒害，一旦泄露容易造成嚴重的后果。

為了彌補水銀開關的這一缺陷，學術界提出利用低熔點金屬作為水銀的替代品而制成低熔點金屬開關，所謂低熔點金屬即常溫下呈液態的鎵基或鉍基合金。低熔點金屬導電性良好，但流動性遠低于水銀，放置于玻璃容器中通常會粘附于玻璃器壁上。因而低熔點金屬用作開關，在多次使用后容易因為壁面粘附的現象影響開關的靈敏度，甚至失效。

為此，本發明提出一種新的低熔點金屬開關。該開關將低熔點金屬密封于一端接電極的容器中，同時容器中充注酸堿溶液以溶解低熔點金屬表面氧化層，提高低熔點金屬在容器中的流動性。其典型優點如下：（1）安全無毒。采用的低熔點金屬為鎵銦基及鉍基合金，性質穩定，無毒無害且不易揮發；（2）導電性好。低熔點金屬是常溫下呈液態的純金屬，具有良好的導電性，用作傾側開關時可保證金屬與電極間良好的接觸效果，接觸電阻小；（3）流動性好。低熔點金屬在酸堿溶液中無氧化層，具有優異的流動性，因而開關具有較好的靈敏度，且酸堿溶液電阻率比低熔點金屬高五個量級，導通斷路狀態均容易實現；（4）工藝簡單。由于低熔點金屬無毒不揮發，無須考慮揮發泄露問題，因此制作工藝更加簡單。

發明內容

本發明的目的在于提供一種低熔點金屬開關。其將低熔點金屬密封于一端接電極的容器中，容器中充注酸堿溶液以提高低熔點金屬在容器中的流動性。工作時，低熔點金屬因重力流向容器中較低的地方，接觸到兩個電極，使得電路閉合，開啟開關。

本發明的技術方案如下：

本發明提供的一種低熔點金屬開關，如圖1所示，其組成如下：

一外殼1；?

一電極2；所述電極2接于所述外殼1的一端；

一低熔點金屬3；所述低熔點金屬3位于所述外殼1中；

一酸堿溶液4；所述酸堿溶液4填充于所述外殼1中。

所述外殼1的空腔幾何形狀可為長方形、橢圓形、三角形。

所述外殼1材質可為玻璃、塑料及金屬。

所述電極2材質為銅、鋁或不銹鋼，所述電極2可僅有一對正負極，或者由多對正負極陣列組成。

所述低熔點金屬3為熔點在50oC以下的鎵、鎵基二元合金、鎵基多元合金、銦基合金，或鉍基合金。

所述鎵基二元合金為鎵銦合金、鎵鉛合金或鎵汞合金。

所述鎵基多元合金為鎵銦錫合金或鎵銦錫鋅合金。

所述酸堿溶液4為常規酸溶液或堿溶液，酸溶液可為鹽酸溶液、硫酸溶液或硝酸溶液，堿溶液可為氫氧化鈉溶液或氫氧化鉀溶液，目的在于提高所述低熔點金屬3的流動性。

所述酸溶液優選鹽酸溶液，所述堿溶液優選氫氧化鈉溶液。

所述鹽酸在所述外殼1中的體積填充率為0.1%~99.9%，所述鹽酸質量分數為0.001%~37.5%。

所述氫氧化鈉溶液在所述外殼1中的體積填充率為0.1%~99.9%，所述氫氧化鈉溶液質量分數為0.001%~40%。

?在實際運行中，本發明提供的低熔點金屬開關，水平放置時，低熔點金屬與電極不接觸，電極是非導通狀態，將開關傾斜一定角度，低熔點金屬因重力流向容器中較低的電極一端，使得電路閉合，開啟開關。

本發明提供的低熔點金屬開關，其優點在于：

（1）安全無毒。采用的低熔點金屬為鎵銦基及鉍基合金，性質穩定，無毒無害且不易揮發。

（2）導電性好。低熔點金屬是常溫下呈液態的純金屬，具有良好的導電性，用作傾斜開關時可保證金屬與電極間良好的接觸效果，接觸電阻小。

（3）流動性好。低熔點金屬在酸堿溶液中無氧化層，具有優異的流動性，因而開關具有較好的靈敏度，且酸堿溶液電阻率比低熔點金屬高五個量級，導通斷路狀態均容易實現。

（4）工藝簡單。由于低熔點金屬無毒不揮發，無須考慮揮發泄露問題，因此制作工藝相對簡單。

本發明涉及的低熔點金屬開關，可作為水銀開關的替代品，廣泛應用于機械電子設備的自動控制領域。?

附圖說明

圖1為實施例1中低熔點金屬開關未導通時的結構示意圖；

圖2為實施例1中低熔點金屬開關導通時的結構示意圖；