[發(fā)明專利]一種低熔點(diǎn)液態(tài)金屬及其制備方法和應(yīng)用

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410268984.1
• 申請(qǐng)日: 2014-06-17
• 公開（公告）號(hào): CN104032199A
• 公開（公告）日: 2014-09-10
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 郭瑞
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 北京依米康科技發(fā)展有限公司
• 主分類號(hào): C22C30/04
• 分類號(hào): C22C30/04
• 代理公司: 暫無(wú)信息
• 代理人: 暫無(wú)信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種低熔點(diǎn)液態(tài)金屬及其制備方法和應(yīng)用，該種金屬成分為鎵銦鉍鋁鐵鎂錫合金，其導(dǎo)熱導(dǎo)電性能優(yōu)異，可廣泛用于航天熱控、先進(jìn)能源、信息電子等需降低接觸熱阻或電阻的導(dǎo)熱、導(dǎo)電及散熱領(lǐng)域。

背景技術(shù)

低熔點(diǎn)合金，是指熔點(diǎn)低于232℃(Sn的熔點(diǎn))的易熔合金；通常由Bi、Sn、Pb、In等低熔點(diǎn)金屬元素組成。低熔點(diǎn)合金常被廣泛地用做焊料，以及電器、蒸汽、消防、火災(zāi)報(bào)警等裝置中的保險(xiǎn)絲、熔斷器等熱敏組件，是一類頗具發(fā)展?jié)摿Φ牡腿埸c(diǎn)合金新型材料。

現(xiàn)有的低熔點(diǎn)金屬最低熔點(diǎn)為8℃，為鎵銦錫鋅合金，其在低于8℃的環(huán)境下將凝固成固體，使用極為不便；因此，現(xiàn)有最低熔點(diǎn)的低熔點(diǎn)金屬使用范圍仍然有限。為此，尋找一種熔點(diǎn)更低，使用地域和領(lǐng)域更廣的低熔點(diǎn)金屬合金，成為低熔點(diǎn)金屬研究領(lǐng)域的重要課題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種低熔點(diǎn)液態(tài)金屬，為鎵銦鉍鋁鐵鎂錫合金，其熔點(diǎn)為3°C。其導(dǎo)熱導(dǎo)電性能優(yōu)異，可廣泛用于航天熱控、先進(jìn)能源、信息電子等需降低接觸熱阻或電阻的導(dǎo)熱、導(dǎo)電及散熱領(lǐng)域。

本發(fā)明的技術(shù)方案如下：

一種低熔點(diǎn)液態(tài)金屬，其特征在于：

所述低熔點(diǎn)液態(tài)金屬由質(zhì)量分?jǐn)?shù)為鎵37%，銦22%，鉍18.6%，鋁3%，鐵2%，鎂2.4%和錫15%組成合金；合金熔點(diǎn)為3°C。

一種制備所述的低熔點(diǎn)液態(tài)金屬的方法，其特征在于包含以下步驟：

????（1）稱量需要制備的低熔點(diǎn)液態(tài)金屬的原材料鎵、銦、鉍、鋁、鐵、鎂和錫；

（2）在隔絕空氣條件下，將金屬鎵加熱至熔化；往熔化的鎵中慢慢加入金屬銦，同時(shí)邊加熱邊緩慢攪拌；待銦全部溶解于鎵中，再添加金屬鉍，邊加熱邊攪拌，直至鉍全部溶解；再加入鋁、鐵、鎂和錫，加熱并緩慢攪拌，直至合金成熔融狀態(tài)；熔融合金在300~330°C溫度條件下緩慢攪拌1h，確保金屬的充分熔解；

（3）在隔絕空氣的條件下，使熔融的合金自然冷卻，制得所述低熔點(diǎn)液態(tài)金屬。

一種所述的低熔點(diǎn)液態(tài)金屬可在航天熱控、先進(jìn)能源、信息電子等導(dǎo)熱、導(dǎo)電及散熱領(lǐng)域中應(yīng)用。

本發(fā)明所述的一種低熔點(diǎn)液態(tài)金屬具有如下優(yōu)點(diǎn)：

（1）此種低熔點(diǎn)液態(tài)金屬熔點(diǎn)為3°C，在現(xiàn)有的低熔點(diǎn)金屬合金中熔點(diǎn)最低。

（2）此種低熔點(diǎn)液態(tài)金屬中，銦的含量?jī)H為22%，較常規(guī)低熔點(diǎn)金屬少的多，降低了昂貴的銦的含量，從而降低了低熔點(diǎn)液態(tài)金屬的成本。

（3）由于此種低熔點(diǎn)液態(tài)金屬熔點(diǎn)僅為3°C，若應(yīng)用于散熱系統(tǒng)中，在低溫條件下，低熔點(diǎn)液態(tài)金屬也不會(huì)凝固失去作用。

附圖說(shuō)明

圖1為實(shí)施例1中低熔點(diǎn)液態(tài)金屬作為導(dǎo)熱膏應(yīng)用于散熱系統(tǒng)中的示意圖。

附圖標(biāo)記說(shuō)明：1-散熱翅片；2-低熔點(diǎn)液態(tài)金屬；3-熱源。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖及具體實(shí)施例進(jìn)一步描述本發(fā)明。

實(shí)施例1

實(shí)施例1展示了本發(fā)明的低熔點(diǎn)液態(tài)金屬的一種典型應(yīng)用。圖1為低熔點(diǎn)液態(tài)金屬作為導(dǎo)熱膏應(yīng)用于散熱系統(tǒng)中的示意圖。

本實(shí)施例中，本發(fā)明的低熔點(diǎn)液態(tài)金屬作為導(dǎo)熱膏均勻涂抹在熱源與散熱器之間。因其熱導(dǎo)率較高，能有效地降低熱源與散熱器之間的熱阻。此外，本發(fā)明的低熔點(diǎn)液態(tài)金屬熔點(diǎn)為3°C，在溫度為3°C及以上的環(huán)境中均能使用，且效果優(yōu)異。

鎵銦鉍鋁鐵鎂錫合金的熱導(dǎo)率可達(dá)到20W/(m·K)，相對(duì)傳統(tǒng)的高端非金屬導(dǎo)熱硅脂，如信越7783，熱導(dǎo)率提升了2倍。因此，在同樣的熱流密度情況下，若采用信越7783導(dǎo)熱硅脂，接觸界面溫差為12oC，而本實(shí)施例中的低熔點(diǎn)液態(tài)金屬導(dǎo)熱膏可將接觸面溫差降低到5oC，溫降優(yōu)勢(shì)明顯。同時(shí)，低熔點(diǎn)液態(tài)金屬在溫度為3°C以上的環(huán)境中均能使用，使用方便。最后，傳統(tǒng)導(dǎo)熱硅脂主要成分為硅油，長(zhǎng)期使用容易因揮發(fā)變干而失效，而本發(fā)明中的低熔點(diǎn)液態(tài)金屬作為導(dǎo)熱膏不僅不會(huì)蒸發(fā)，而且更不容易氧化失效，可長(zhǎng)期安全，穩(wěn)定使用，壽命長(zhǎng)。

????最后應(yīng)說(shuō)明的是，以上實(shí)施例僅用以說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)方案而非限制。盡管參照實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)說(shuō)明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行修改或者等同替換，都不脫離本發(fā)明技術(shù)方案的精神和范圍，其均應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的權(quán)利要求范圍當(dāng)中。