[發明專利]一種具有高傳熱性能的液態金屬流體的制備方法

在審

• 申請號: 201810041462.6
• 申請日: 2018-01-16
• 公開（公告）號: CN108314995A
• 公開（公告）日: 2018-07-24
• 發明（設計）人: 雷雄俊;鄭立聰;徐艷瓊;盛磊;劉靜
• 申請（專利權）人: 云南靖創液態金屬熱控技術研發有限公司
• 主分類號: C09K5/08
• 分類號: C09K5/08;C23C18/44;C23C18/40;C23C18/36
• 代理公司: 北京路浩知識產權代理有限公司 11002
• 代理人: 王文君;王文紅

本發明提供一種具有高傳熱性能的液態金屬流體的制備方法，包括步驟：1)配制含金屬離子的原液及相應的還原液，使用時混合制成化學鍍液；2)在所述的化學鍍液中加入液態金屬，然后攪拌讓金屬顆粒進入液態金屬，從而得到含金屬顆粒的液態金屬。本發明提出的方法，解決了液態金屬表面張力過大，金屬元素顆粒難于混入液態金屬中的問題；由此制成的液態金屬流體因含不同粒徑的顆粒，同時在液態金屬內部分散均勻，具有很高的導熱系數，既可做熱界面材料來降低接觸熱阻，也可以代替流體散熱中的流體。

技術領域

本發明屬于導熱材料領域，具體涉及一種基于液態金屬的導熱材料的制備方法。

背景技術

液態金屬作為一種新型材料，因其具備良好熱導率，廣泛應用于計算機芯片散熱，核反應堆冷卻及大型激光散熱中。然而，由于可供選擇的低熔點液態金屬種類不多，且是稀有金屬，價格偏高，同時這些設備發熱量大，相對來說需要的液態金屬用量較大，因此目前采用的方法是向液態金屬中添加高熱導率的顆粒，提升液態金屬熱導率，從而減少液態金屬用量。

目前比較常用的方法是機械攪拌加超聲分散的方法來添加顆粒，但此種方法存在許多限制。第一，液態金屬相比水及其他液體，表面張力較大，影響顆粒混入液態金屬，特別是較高熔點的鉍基合金很難摻入。第二，在機械攪拌和超聲分散過程中，因不斷攪拌且速率較高，加快液態金屬和摻入顆粒的氧化，從而使熱導率提升不明顯。特別是在摻雜含量較低的顆粒時，容易使熱導率不升反而降。

發明內容

為解決現有技術問題，本發明提供一種具有高傳熱性能的液態金屬流體的制備方法。采用化學鍍的方法，向液態金屬中添加高熱導率顆粒。

本發明的另一目的是提出所述制備方法得到的復合材料。

實現本發明目的的具體技術方案為:

一種具有高傳熱性能的液態金屬流體的制備方法，包括步驟：

1)配制含金屬離子的原液及相應的還原液，使用時混合制成化學鍍液；

2)在所述的化學鍍液中加入液態金屬，然后攪拌讓金屬顆粒進入液態金屬，從而得到含金屬顆粒的液態金屬。

進一步地，所述金屬離子為銀離子，銅離子、鎳離子，金離子，鉑離子中的一種或多種，原液中金屬離子的濃度為1-50g/L。

其中，步驟2)中，所述液態金屬與化學鍍液的體積比為1:(0.01-99.99)。

其中，所述的液態金屬為汞、鎵、鉛、銦、鉍、錫、鉻、鎵基合金、錫基合金、鉍基合金中的一種；

所述鎵基合金選自鎵、銦、鎵銦合金、鎵銦錫合金、鎵銦鋅合金、鎵銦錫鋅合金中的一種，所述錫基合金選自錫鉍合金、錫鉍銦合金、錫鉍銦鋅合金中的一種。所述鉍基合金選自鉍銦合金、鉍銦錫合金、鉍銦錫鋅合金中的一種。

其中，步驟2)中，攪拌的方式為機械攪拌、磁力攪拌、電動攪拌、離心攪拌中的一種或多種，攪拌時間為20-40分鐘，攪拌速度為200-500轉/分鐘，攪拌溫度比所述液態金屬的熔點高10～30℃。

本發明的一種優選技術方案為，所述步驟1)為：配制含金屬離子的原液，所述原液的配制方法為：將硝酸銀溶解于水，緩慢加入氨水直至生成沉淀物，再加入氨水至沉淀物全部溶解；向溶液中加入質量為硝酸銀質量0.5～1倍的氫氧化鈉，再加入氨水直至溶液變透明；相應的還原液為含有葡萄糖4～5g/100mL、酒石酸0.1～1g/100mL、乙醇1～15g/100mL的溶液，

使用時等體積混合制成化學鍍液。

本發明的另一種優選技術方案為，所述步驟1)中，原液為硫酸銅溶液，相應的還原液為含有葡萄糖4～5g/100mL、酒石酸0.1～1g/100mL、乙醇1～15g/100mL的溶液，