[發明專利]一種五相液態金屬材料及其制備方法

有效

• 申請號: 201310640624.5
• 申請日: 2013-12-04
• 公開（公告）號: CN103725946A
• 公開（公告）日: 2014-04-16
• 發明（設計）人: 曹帥;劉亞軍;曹賀全
• 申請（專利權）人: 曹帥
• 主分類號: C22C30/06
• 分類號: C22C30/06;C22C28/00;C22C1/02
• 代理公司: 廣州市深研專利事務所 44229
• 代理人: 姜若天

技術領域

本發明涉及一種液態金屬材料，具體地說，涉及一種五相液態金屬材料及其制備方法。?

背景技術

隨著能源危機的日益加劇以及電子信息產業的高速發展,?具有顯色性好和耗能低等獨特特點的LED光源越來越廣泛應用于影視燈光,?交通信號指示燈,?廣告顯示屏,?建筑夜景照明等領域。LED芯片結溫的高低直接影響其出光效率、工作壽命和可靠性。對于高功率的LED光源,?散熱效果即成為制約其性能的瓶頸。對于大功率高密度LED器件,?解決工作時產生的巨大而集中的熱量的方法大多涉及到空冷、水冷、相變冷卻及固態冷卻范疇。這些散熱效果有限的方法使得國內外市場上少有成型的大功率LED產品問世。?

???液態金屬在室溫下呈現流體的狀態,?具有遠遠高于常規散熱介質的傳熱系數(水:?0.5W/m?K,?液態金屬:?82W/m?K)。液態金屬可以在封閉的管道內通過電磁泵進行驅動來進行高效的散熱,?由此而制備的散熱器結構十分緊湊。液態金屬的散熱環路包括:液態金屬,?熱源交換器,?環境交換器,?電磁泵和環路管道。液態金屬以遠遠高于傳統流動工質的熱傳輸能力,?體現出了穩定可靠、能耗低等諸多領先于傳統散熱方式的優點，有望成為高端LED光源熱管理的理想解決方案。?

???現有的液態金屬散熱器中采用的液態金屬在大范圍工作溫度和狀態下呈現單一的液相狀態。為了進一步拓展液態金屬散熱器的散熱能力,?本專利提出了一種在液態金屬散熱器中運行時可以呈現固液相轉變的多相流技術,借以進一步提高散熱器的散熱能力。?

發明內容

?????本發明的目的在于克服現有技術的不足，提供一種五相液態金屬材料?

?????為了實現上述目的，本發明采用如下技術方案：

一種五相液態金屬材料，由如下重量百分數的組分組成：

In?10～15%,?Bi?5～10%，Sn?6～10%，Zn?3～10%，Cu?2～4%，Ag?2～4%，鎵為余量。

上述五相液態金屬材料的制備方法，包括如下步驟：先將鎵在塑料或者玻璃容器內熔化,?溫度保持在80℃；然后將其它金屬按配比的量分別加入到鎵中,?并不斷的攪拌,?直到所有金屬完全溶解為止。?

與現有技術相比，本發明具有如下有益效果：?

本發明的五相液態金屬材料在工作溫度范圍內處于多相狀態,?包括液體和若干種固相。多相流體中的各相處于熱力學的平衡狀態,?不含任何外來的添加物(例如納米顆粒)。在工作溫度范圍內,?固相和液相的含量由體系總的成分確定。固相的種類和含量可以通過體系的熱力學平衡狀態確定。將本發明的五相液態金屬材料用于液態金屬散熱器，通過在發熱端和散熱端實現固液轉變來達到散熱目的，當五相液態金屬材料通過散熱器發熱端的時候,?可以通過固→液轉變來吸收更多的熱量來,?提高發熱端的吸熱效率。當五相液態金屬材料通過散熱器的散熱端的時候,?可以通過液→固轉變來放出更多的熱量,?提高散熱端的散熱效率。

具體實施方式

實施例1?

一種五相液態金屬材料，由如下重量百分數的組分組成：

In?10%,?Bi?10%，Sn?8%，Zn?4%，Cu?3%，Ag?3%，鎵?62%。先將鎵在塑料或者玻璃容器內熔化,?溫度保持在80℃；然后將其它金屬按配比的量分別加入到鎵中,?并不斷的攪拌,?直到所有金屬完全溶解為止。將所得五相液態金屬材料用于液態金屬散熱器，通過在發熱端和散熱端實現固液轉變來達到散熱目的，當五相液態金屬材料通過散熱器發熱端的時候,?可以通過固→液轉變來吸收更多的熱量來,?提高發熱端的吸熱效率。當五相液態金屬材料通過散熱器的散熱端的時候,?可以通過液→固轉變來放出更多的熱量,?提高散熱端的散熱效率。固相的含量在10%左右(體積百分比)。所得五相液態金屬材料在工作溫度范圍內,?10℃-120℃,?處于五相狀態(liq+fcc+BiIn+BiIn5+β)。（liq=liquid液相，fcc=面心立方，BiIn=BiIn化合物，BiIn5=BiIn5化合物，β=beta?相）。材料的導熱系數維持在55W/mK左右。可以用作LED照明光源、電子器件散熱器的散熱介質。

實施例2?

一種五相液態金屬材料，由如下重量百分數的組分組成：