一種低熔點液態(tài)金屬及其制備方法和應用的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種低熔點液態(tài)金屬及其制備方法和應用，其目的在于提供一種導電導熱性能優(yōu)異、成本低、用途廣泛的低熔點液態(tài)金屬。本發(fā)明的低熔點液態(tài)金屬由鎵、銦、鉍、鋁、鐵、鎂和錫金屬組成合金，熔點為3°C；可廣泛用于航天熱控、先進能源、信息電子等需降低接觸熱阻或電阻的導熱、導電及散熱領域。
【專利說明】一種低熔點液態(tài)金屬及其制備方法和應用
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種低熔點液態(tài)金屬及其制備方法和應用，該種金屬成分為鎵銦鉍鋁鐵鎂錫合金，其導熱導電性能優(yōu)異，可廣泛用于航天熱控、先進能源、信息電子等需降低接觸熱阻或電阻的導熱、導電及散熱領域。
【背景技術】
[0002]低熔點合金，是指熔點低于232°C (Sn的熔點)的易熔合金；通常由B1、Sn、Pb、In等低熔點金屬元素組成。低熔點合金常被廣泛地用做焊料，以及電器、蒸汽、消防、火災報警等裝置中的保險絲、熔斷器等熱敏組件，是一類頗具發(fā)展?jié)摿Φ牡腿埸c合金新型材料。
[0003]現(xiàn)有的低熔點金屬最低熔點為8°C，為鎵銦錫鋅合金，其在低于8°C的環(huán)境下將凝固成固體，使用極為不便；因此，現(xiàn)有最低熔點的低熔點金屬使用范圍仍然有限。為此，尋找一種熔點更低，使用地域和領域更廣的低熔點金屬合金，成為低熔點金屬研究領域的重要課題。

【發(fā)明內容】

[0004]本發(fā)明的目的在于提供一種低熔點液態(tài)金屬，為鎵銦鉍鋁鐵鎂錫合金，其熔點為3° C。其導熱導電性能優(yōu)異，可廣泛用于航天熱控、先進能源、信息電子等需降低接觸熱阻或電阻的導熱、導電及散熱領域。 [0005]本發(fā)明的技術方案如下:
一種低熔點液態(tài)金屬，其特征在于:
所述低熔點液態(tài)金屬由質量分數(shù)為鎵37%，銦22%，鉍18.6%，鋁3%，鐵2%，鎂2.4%和錫15%組成合金；合金熔點為3° C。
[0006]一種制備所述的低熔點液態(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lh，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，制得所述低熔點液態(tài)金屬。
[0007]—種所述的低熔點液態(tài)金屬可在航天熱控、先進能源、信息電子等導熱、導電及散熱領域中應用。
[0008]本發(fā)明所述的一種低熔點液態(tài)金屬具有如下優(yōu)點:
(I)此種低熔點液態(tài)金屬熔點為3° C，在現(xiàn)有的低熔點金屬合金中熔點最低。
[0009](2)此種低熔點液態(tài)金屬中，銦的含量僅為22%，較常規(guī)低熔點金屬少的多，降低了昂貴的銦的含量，從而降低了低熔點液態(tài)金屬的成本。
[0010](3)由于此種低熔點液態(tài)金屬熔點僅為3° C，若應用于散熱系統(tǒng)中，在低溫條件下，低熔點液態(tài)金屬也不會凝固失去作用。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0011]圖1為實施例1中低熔點液態(tài)金屬作為導熱膏應用于散熱系統(tǒng)中的示意圖。
[0012]附圖標記說明:1-散熱翅片；2_低熔點液態(tài)金屬；3_熱源。
【具體實施方式】
[0013]下面結合附圖及具體實施例進一步描述本發(fā)明。
[0014]實施例1
實施例1展示了本發(fā)明的低熔點液態(tài)金屬的一種典型應用。圖1為低熔點液態(tài)金屬作為導熱膏應用于散熱系統(tǒng)中的示意圖。
[0015]本實施例中，本發(fā)明的低熔點液態(tài)金屬作為導熱膏均勻涂抹在熱源與散熱器之間。因其熱導率較高，能有效地降低熱源與散熱器之間的熱阻。此外，本發(fā)明的低熔點液態(tài)金屬熔點為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。
[0016]鎵銦鉍鋁鐵鎂錫合金的熱導率可達到20W/(m.K)，相對傳統(tǒng)的高端非金屬導熱硅月旨，如信越7783，熱導率提升了 2倍。因此，在同樣的熱流密度情況下，若采用信越7783導熱硅脂，接觸界面溫差為12°C，而本實施例中的低熔點液態(tài)金屬導熱膏可將接觸面溫差降低到5°C，溫降優(yōu)勢明顯。同時，低熔點液態(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)導熱硅脂主要成分為硅油，長期使用容易因揮發(fā)變干而失效，而本發(fā)明中的低熔點液態(tài)金屬作為導熱膏不僅不會蒸發(fā)，而且更不容易氧化失效，可長期安全，穩(wěn)定使用，壽命長。
[0017]最后應說明的是，以上實施例僅用以說明本發(fā)明的技術方案而非限制。盡管參照實施例對本發(fā)明進行了詳細說明，本領域的普通技術人員應當理解，對本發(fā)明的技術方案進行修改或者等同替換，都不脫離本發(fā)明技術方案的精神和范圍，其均應涵蓋在本發(fā)明的權利要求范圍當中。
【權利要求】
1.一種低熔點液態(tài)金屬,其特征在于: 所述低熔點液態(tài)金屬由質量分數(shù)為鎵37%，銦22%，鉍18.6%，鋁3%，鐵2%，鎂2.4%和錫15%組成合金；合金熔點為3° C。
2.一種制備如權利要求1中所述的低熔點液態(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30(Τ330- C溫度條件下緩慢攪拌lh，確保金屬充分熔合； (3)在隔絕空氣的條件下，使熔融的合金自然冷卻，制得所述低熔點液態(tài)金屬。
3.—種如權利要求1中所述的低熔點液態(tài)金屬可在航天熱控、先進能源、信息電子等導熱、導電及散熱領域中應用。
【文檔編號】C22C30/04GK104032199SQ201410268984
【公開日】2014年9月10日 申請日期:2014年6月17日 優(yōu)先權日:2014年6月17日
【發(fā)明者】郭瑞 申請人:北京依米康科技發(fā)展有限公司