镓基液态合金、其制备方法和应用以及测温装置制造方法及图纸

本申请涉及材料领域，具体而言，涉及一种镓基液态合金、其制备方法和应用以及测温装置。一种镓基液态合金，镓基液态合金主要包括按重量百分数计的以下组分：镓65‑80％、铟10‑20％、锡5‑15％、锌0.5‑2％、铁0.05‑2.0％以及硫0.005‑0.1％。在上述配比下的镓、铟、锡、锌、铁以及硫的始凝固结晶温度为‑42.4—‑45.6℃；开始熔化温度‑26.6—‑12.7℃，很大程度的降低了镓基液态合金的凝固温度，增加镓、铟、锡、锌、铁以及硫的使用温度范围。在保持良好的流动性和热导率的同时，进一步降低凝固结晶温度。

Gallium-based liquid alloys, their preparation methods and applications, and temperature measuring devices

【技术实现步骤摘要】
镓基液态合金、其制备方法和应用以及测温装置
本申请涉及材料领域，具体而言，涉及一种镓基液态合金、其制备方法和应用以及测温装置。
技术介绍
液态合金是指一种不定型的金属，液态金属可看作由正离子流体和自由电子气组成的混合物。现有技术中的液态金属的凝固结晶温度最低能达到-30℃，限制了液态合金的用途。
技术实现思路
本申请实施例的目的在于提供一种镓基液态合金、其制备方法和应用以及测温装置，其旨在改善现有的镓基液态合金凝固结晶温度略高，使用温度受限的问题。本申请第一方面提供一种技术方案：一种镓基液态合金，镓基液态合金主要包括按重量百分数计的以下组分：镓65-80％、铟10-20％、锡5-15％、锌0.5-2％、铁0.05-2.0％以及硫0.005-0.1％。专利技术人发现在上述配比下的镓、铟、锡、锌、铁以及硫的始凝固结晶温度为-42.4℃—-45.6℃；开始熔化温度-26.6℃—-12.7℃，很大程度的降低了镓基液态合金的凝固温度，增加镓、铟、锡、锌、铁以及硫的使用温度范围。在保持良好的流动性和热导率的同时，进一步降低凝固结晶温度。具有较低凝固结晶温度的镓基液态合金可以用于制作温度计，避免温度计在较低温度下因为合金凝固导致体积膨胀而破裂。在本申请第一方面的一些实施例中，上述镓基液态合金主要包括按重量百分数计的以下组分：镓65-80％、铟15-20％、锡10-15％、锌0.001-2.0％、铁0.001-2.0％以及硫0.005-0.5％。在本申请第一方面的一些实施例中，上述镓基液态合金主要包括按重量百分数计的以下组分：镓65-80％、铟15-20％、锡10-15％、锌0.001-2.0wt％、铁0.001-2.0％、铜0.001-2.0％以及硫0.005-0.1wt％。镓基液态合金中含有0.001-2.0％的铜，能够进一步降低镓基液态合金的凝固结晶温度。在本申请第一方面的一些实施例中，上述镓基液态合金主要包括按重量百分数计的以下组分：镓65-80％、铟15-20％、锡10-15％、锌0.001-2.0wt％、铁0.001-2.0％、铝0.001-2.0％以及硫0.005-0.5％。镓基液态合金中含有0.001-2.0％的铝，能够提高镓基液态合金的流动性。在本申请第一方面的一些实施例中，上述镓基液态合金中：镓、铟以及锡的重量和与镓基液态合金总重量之比大于90％。镓、铟以及锡的重量和占镓基液态合金重量越大，其凝固结晶温度越低。本申请第二方面提供一种技术方案：本申请第一方面提供的镓基液态合金的制备方法，主要包括：将镓基液态合金的原料在压力为0Pa-5×10-3Pa、温度为450℃-850℃的条件下熔炼4-10小时。采用该制备方法，能使镓基金属各个物质之间混合更均匀，避免出现较低温度下部分结晶的情况，相应地，也降低镓基液态合金的粘度增加流动性。在本申请第二方面的一些实施例中，上述镓基液态合金的原料的纯度大于或等于99.95％。采用纯度大于或等于99.95％的原料，可以尽可能的避免引入杂质，确保镓基液态合金的纯度。本申请第三方面提供一种技术方案：本申请第一方面提供的镓基液态合金于制备感温液中的应用。由于镓基液态合金具有较低的凝固温度，因此，镓基液态合金制备得到的感温液的适用温度较低，可适用范围广，可以用于较低温度的环境下感测温度变化。在本申请第三方面的一些实施例中，上述镓基液态合金用于制备测温装置的感温液。镓基液态合金用于制备测温装置的感温液，例如用于制备温度计的感温液。采用镓基液态合金制备测温装置的感温液，测温装置可以在-18℃下不发生体温计爆裂破。拓宽了测温装置的使用范围。本申请第四方面提供一种技术方案：测温装置包括感温液，感温液的材料包括本申请第一方面提供的镓基液态合金。本申请实施例提供的测温装置能够在较低温度下使用，由于镓基液态合金凝固点低，因此不易结晶凝固，测温装置不易因结晶而破损。附图说明为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。图1显示为本申请实施例1所得镓基室温液态合金的凝固温度热分析测试结果。图2显示为本申请实施例1所得镓基室温液态合金的凝固温度热分析测试结果。具体实施方式为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。现有技术中的镓基液态合金的体系的熔点温度均较高，例如表1示出了部分现有技术的镓基液态合金的熔点。表1各种镓-铟-锡成分及熔点表1中“Galinstan”是镓，铟和锡的拉丁语,商标名“Galinstan”是德国公司GerathermMedicalAG的注册商标，商业产品“Galinstan”的确切成分尚未公开。典型的低共熔混合物的是68％Ga，22％In和10％Sn(按重量计)。镓、铟和锡在62-95％Ga，5-22％In，0-16％Sn(按重量计)之间变化。但是，镓-铟-锡三元液态合金在环境温度过低时易凝固。为了降低镓基合金的凝固点，专利技术人专利技术了镓基液态合金。下面对本申请实施例的镓基液态合金、其制备方法和应用以及测温装置进行具体说明。一种镓基液态合金，镓基液态合金主要包括按重量百分数计的以下组分：镓65-80％、铟10-20％、锡5-15％、锌0.5-2％、铁0.05-2.0％以及硫0.005-0.1％。需要说明的是，在本申请的一些实施例中，镓基液态合金除了上述物质之外，还可能会存在不可避免的杂质。镓熔点为29.8℃，镓受热至熔点时变为液体，再冷却至0℃而不固化，由液体转变为固体时，其体积约增大3.2％。铟熔点156.61℃，锡熔点231.89℃。锌熔点419.53℃，铁的熔点1538℃、沸点2750℃；硫熔点112.8℃。专利技术人发现在上述配比下的镓、铟、锡、锌、铁以及硫的始凝固结晶温度为-42.4℃—-45.6℃；开始熔化温度-26.6℃—-12.7℃，很大程度的降低了镓基液态合金的凝固温度，增加镓、铟、锡、锌、铁以及硫的使用温度范围。在保持良好的流动性和热导率的同时，进一步降低凝固结晶温度。具有较低凝固结晶温度的镓基液态合金可以用于制作温度计，避免温度计在较低温度下因为合金凝固导致体积膨胀而破裂。进一步地，镓基液态合金主要包括按重量百分数计的以下组分：镓65-80％、铟15-20％、锡10-15％、锌0.001-2.0％、铁0.001-2.0％以及硫0.005-0.5％。在该比例下，凝固结晶温度进一步降低，使用温度能被进一步拓宽。进一步地，在本申请的一些实施例中，镓基液态合金中：镓、铟以及锡的重量和与镓基液态合金总重量之比大于90％。换言之，镓、铟以及锡的重量和占镓基液态合金重量的90％以上。镓、铟以及锡的重量和占镓基液态合金重量越大，其凝固结晶温度越低。进一步地，在本申请的一些实施例中，上述镓基液态合金主要包括按重量百分数计的以下组分：镓65-70％、铟15-20％、锡10-15％、本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种镓基液态合金，其特征在于，所述镓基液态合金主要包括按重量百分数计的以下组分：镓65‑80％、铟10‑20％、锡5‑15％、锌0.5‑2％、铁0.05‑2.0％以及硫0.005‑0.1％。

【技术特征摘要】
1.一种镓基液态合金，其特征在于，所述镓基液态合金主要包括按重量百分数计的以下组分：镓65-80％、铟10-20％、锡5-15％、锌0.5-2％、铁0.05-2.0％以及硫0.005-0.1％。2.根据权利要求1所述的镓基液态合金，其特征在于，所述镓基液态合金主要包括按重量百分数计的以下组分：所述镓65-80％、所述铟15-20％、所述锡10-15％、所述锌0.001-2.0％、所述铁0.001-2.0％以及所述硫0.005-0.5％。3.根据权利要求1所述的镓基液态合金，其特征在于，所述镓基液态合金主要包括按重量百分数计的以下组分：所述镓65-80％、所述铟15-20％、所述锡10-15％、所述锌0.001-2.0wt％、所述铁0.001-2.0％、铜0.001-2.0％以及所述硫0.005-0.1wt％。4.根据权利要求1所述的镓基液态合金，其特征在于，所述镓基液态合金主要包括按重量百分数计的以下组分：所述镓65-80％、所述铟1...

【专利技术属性】
技术研发人员：陆建忠，
申请(专利权)人：无锡市康宁玻璃制品有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32