[發明專利]一種彩色液態金屬及其制備方法

有效

• 申請號: 201711027068.9
• 申請日: 2017-10-27
• 公開（公告）號: CN109722699B
• 公開（公告）日: 2020-03-20
• 發明（設計）人: 后儀;常浩;饒偉;劉靜
• 申請（專利權）人: 中國科學院理化技術研究所
• 主分類號: C25D11/34
• 分類號: C25D11/34;C22C28/00
• 代理公司: 北京路浩知識產權代理有限公司 11002
• 代理人: 王瑩;吳歡燕

本發明提供了一種彩色液態金屬及其制備方法。所述彩色液態金屬包括液態金屬和包裹在所述液態金屬表面具有顏色的氧化物層。本發明的彩色液態金屬優選為表面呈黃色、金色、黑色、紫紅色、藍色、綠色等的變色液態金屬材料，不同于不經過處理的鎵及鎵基合金等銀白色室溫液態金屬，優選使用電化學氧化方法使液態金屬表面包裹一層不同于自然形成的極薄微納米尺度的氧化膜，尺度為1μm左右，可以呈現出所需顏色的光澤。本發明提供的制備方法簡單，不損害液態金屬導電性，打破了以往銀白色液態金屬的單一，并為制造出彩色液態金屬實現液態金屬彩繪提供了可能。

技術領域

本發明涉及液態金屬材料領域，更具體地，涉及一種彩色液態金屬及其制備方法。

背景技術

近年來，液態金屬作為一種新興材料進入了人們的視野。液態金屬通常指的是在室溫下為液態的金屬，它既具有良好的流動性，又有金屬卓越的導電性、導熱性。然而能夠在室溫或接近室溫的條件下保持液態的金屬并不多，主要有汞、鎵及其合金、堿金屬合金、銣、銫、鈁等，在這些金屬中，銣、銫、鈁為放射性金屬，堿金屬合金化學性質非常活潑，保存、使用時對環境要求極為嚴格，很難被人們在日常生活中所利用。汞是最常見的液態金屬，在制藥、電子器件制造、溫度計及光學儀器制造等方面有廣泛的應用，但是汞的蒸汽壓低，在室溫下很容易揮發，且揮發產生的汞蒸汽有劇毒，使用不當很容易對人體產生危害。而鎵及其合金因其安全低毒、性質穩定的優點在這幾類液態金屬中脫穎而出，成為應用的熱點。

隨著一系列重大突破和進展的取得，圍繞室溫液態金屬的基礎及應用技術研究逐漸成為國際熱門的重大科技前沿，并正為人類高新能源、電子信息、先進制造、柔性電路、國防軍事安全，以及生物醫療健康技術的發展帶來顛覆性的變革。然而，相比于傳統的有色金屬所呈現出的豐富色彩，鎵及其合金材料一沉不變的銀白色就難免顯得比較單一，目前電子打印和彩繪方面對于彩色液態金屬的需求也是越來越強烈，目前并沒有一種實現彩色液態金屬制備的簡便方法。

發明內容

針對液態金屬單一的色彩缺陷，本發明提供一種彩色液態金屬，通過在液態金屬表面包裹帶有色彩的氧化層來獲得預期色彩的金屬材料，改變液態金屬顏色單調，只能呈現銀白色的現狀，得到不損害導電性的前提下，表面著黃色、金色、紫紅、藍綠或黑色等一系列光澤的液態金屬，滿足在電子打印等領域運用液態金屬時對其多彩性的要求。

本發明提供一種彩色液態金屬，包括：液態金屬和包裹在液態金屬表面具有顏色的氧化物層。

其中，氧化物層的厚度為0.5μm-20μm，優選為1μm。

其中，本發明的彩色液態金屬的電阻值在10歐姆以內，依然是電的良導體。

其中，氧化物層通過在電解質環境中使用電化學方法包裹在液態金屬表面。

通過電化學方法使液態金屬表面附著不同微觀結構的氧化物，根據氧化程度的不同，氧化物可呈黃色、金色、紫紅、藍綠或黑色等顏色，從而使得液態金屬呈現出黃色、金色、紫紅、藍綠或黑色等顏色。

其中，可以使用本領域中常用的電化學方法來實現，優選為化學穩定高導電基底犧牲金屬法或陽極氧化法。

使用上述方法使得液態金屬隨時間產生銀白-淡黃-金色-紫紅-藍綠-黑色一系列連續色彩的變化的液態金屬，本領域技術人員可以根據所需顏色來調控反應時間。