自封装液态金属笔及制作方法技术

本发明专利技术提供一种新型的自封装液态金属笔及制作方法，所述自封装液态金属笔是以液态金属芯材作为笔芯，高分子柔性材料作为消耗型外壳笔杆的书写笔。所述笔芯的材质为镓铟合金、镓铟锡合金或铋铟锡合金，其粘稠度为500-650Pa.s。书写过程中，高分子柔性材料会覆盖在液态金属表面，实现了边写边封装的过程，省略了额外的封装操作，降低了生产成本，可实现方便、快速书写和封装液态金属。

Self sealing liquid metal pen and manufacturing method thereof

The present invention provides a novel self encapsulated liquid metal pen and manufacturing method, the self packaging of liquid metal pen with liquid metal core material as a core, flexible polymeric material as the shell of the pen pen consumption. The material of the pen core is a gallium indium alloy, a gallium indium tin alloy or a bismuth indium tin alloy, and the viscosity is 500-650Pa.s. In the writing process, the polymer flexible material will be covered in the surface of the liquid metal, the process of writing while packaging, omitting the additional packaging operation, reduces production cost, can realize convenient and fast writing and packaging of liquid metal.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及材料工程领域，具体地说，涉及一种新型的自封装液态金属笔及制作方法。
技术介绍
液态金属可以通过特殊的笔书写在PVC(聚氯乙烯)表面，从而形成可以书写的电路。然而由于液态金属的特殊浸润性，不能够浸润很多表面，为此需要对其进行改性，以方便实际工业应用。
技术实现思路
本专利技术的针对液态金属和多种基底之间相容性差，导致不能在多种基底表面实现书写的问题，提供了一种新型的可以在多种基底表面或壁面实现书写，同时边封装的液态金属笔及制作方法。为了实现本专利技术目的，本专利技术首先提供一种液态金属芯材，所述笔芯的材质为镓铟合金、镓铟锡合金或铋铟锡合金，其粘稠度为500-650Pa.s(约578Pa.s)。所述镓铟合金中镓的质量百分比为75.5％-90％、铟的质量百分比为10％-24.5％；所述镓铟锡合金中镓的质量百分比≥75.5％、铟的质量百分比为10％-24.5％、锡的质量百分比≤5％；所述铋铟锡合金中铋的质量百分比≥75.5％、铟的质量百分比为10％-24.5％、锡的质量百分比≤5％。本专利技术还提供所述液态金属芯材的制备方法，将液态的镓铟合金、镓铟锡合金或铋铟锡合金进行磁力搅拌3-6小时，搅拌速度为200-500r/min，使液态合金从流动状态转变成膏状(即液态金属部分氧化，合金中氧化物含量不超过10％)。本专利技术还提供一种自封装液态金属笔，其是以上述液态金属芯材作为笔芯，高分子柔性材料作为消耗型外壳笔杆的书写笔。所述高分子柔性材料包括蜡、油脂(动物脂肪)等。本专利技术进一步提供所述自封装液态金属笔的制作方法，将所述液态金属芯材挤压或注入到(采用流注法)中空笔杆的内部。将液态金属芯材注射到中空的蜡笔或油脂等固体高分子材料中间，在书写过程中消耗了外部材料，同时将液态金属书写在了任意基底表面或壁面。书写过程中，蜡笔材料或其它封装材料，会覆盖在液态金属表面，实现了边写边封装的过程。也可以采用不同色彩的蜡质外壳，从而实现彩色液态金属书写和封装。本专利技术通过对液态金属进行改性，使液态金属由液态变成了膏状，方便了实际工业应用。在书写过程，可以实现边书写，边封装，省略了额外的封装过程，降低了生产成本。本专利技术提供的自封装液态金属笔具有以下优点：(一)本专利技术提供了一种简单、低成本的自封装液态金属书写笔。(二)本专利技术解决了液态金属在纸表面不能够流利书写的问题，实现了快速书写。(三)本专利技术可以实现在打印纸表面快速书写，而且实现了边书写边封装过程，高分子柔性材料(例如蜡笔材料)覆盖在液态金属线表面，有效防止了液态金属的进一步氧化。(四)本专利技术自封装液态金属笔的制作过程简单，为大规模生产提供了基础。附图说明图1为本专利技术实施例1中膏状液态金属示意图。图2为本专利技术实施例1中自封装液态金属书写蜡笔的制作过程示意图。图3为本专利技术实施例1中蜡笔在灌装液态金属的前(a和b)、后状态(c)和书写状态(d)示意图。图4为本专利技术实施例3中自封装液态金属笔的切面及正面示意图。具体实施方式以下实施例用于说明本专利技术，但不用来限制本专利技术的范围。若未特别指明，实施例中所用的技术手段为本领域技术人员所熟知的常规手段，所用原料均为市售商品。实施例1自封装液态金属笔的制作1、取20ml液态金属(镓的质量百分比为75.5％、铟的质量百分比为24.5％)放入烧杯中，通过磁力搅拌3-6小时，搅拌速度为500r/min，使液态金属部分氧化，从流动状态转变成膏状，其粘稠度约为578Pa.s。2、取一支蜡笔，通过电钻将其中间打通，为液态金属的灌装做准备。3、采用流注法，通过注射器将膏状的液态金属注射进蜡笔中心，形成自封装液态金属笔。4、通过在纸表面书写，液态金属在蜡笔留下的痕迹中间位置，有效防止了液态金属的进一步氧化，从而实现了边书写边封装。图1为实施例1中膏状液态金属示意图。图2为实施例1中自封装液态金属书写蜡笔的制作过程示意图。图3为实施例1中蜡笔在灌装液态金属的前(a和b)、后状态(c)和书写状态(d)示意图。实施例2自封装液态金属笔的制作1、取20ml液态金属(镓的质量百分比为75.5％、铟的质量百分比为19.5％、锡质量百分比为5％)放入烧杯中，通过磁力搅拌3-6小时,搅拌速度为400r/min，使液态金属部分氧化，从流动状态转变成膏状，其粘稠度约为525Pa.s。2、取一支蜡笔，通过电钻将其中间打通，为液态金属的灌装做准备。3、通过注射器，将膏状的液态金属注射进蜡笔中心，形成自封装液态金属笔。4、通过在纸表面书写，液态金属在蜡笔留下的痕迹中间位置，有效防止了液态金属的进一步氧化，从而实现了边书写边封装。实施例3自封装液态金属笔的制作1、取20ml液态金属(铋的质量百分比为75％、铟的质量百分比为24％、锡的质量百分比为1％)放入烧杯中，通过磁力搅拌3-6小时，搅拌速度为200r/min，使液态金属部分氧化，从流动状态转变成膏状，其粘稠度约为600Pa.s。2、取一支蜡烛，通过加热使其变成粘稠状物质，为自封装液态金属笔的制作做准备。3、通过挤压和加热装置，将膏状的液态金属挤压成条柱状，再将液态蜡压制成凹槽状，液态金属放置在中间，于80℃压实，形成自封装液态金属笔(图4)。4、通过在纸表面书写，液态金属在蜡笔留下的痕迹中间位置，有效防止了液态金属的进一步氧化，从而实现了边书写边封装。虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施方案对本专利技术作了详尽的描述，但在本专利技术基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本专利技术精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本专利技术要求保护的范围。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种液态金属芯材，其特征在于，所述笔芯的材质为镓铟合金、镓铟锡合金或铋铟锡合金，其粘稠度为500‑650Pa.s。

【技术特征摘要】
1.一种液态金属芯材，其特征在于，所述笔芯的材质为镓铟合金、镓铟锡合金或铋铟锡合金，其粘稠度为500-650Pa.s。2.根据权利要求1所述的液态金属芯材，其特征在于，所述镓铟合金中镓的质量百分比为75.5％-90％、铟的质量百分比为10％-24.5％；所述镓铟锡合金中镓的质量百分比≥75.5％、铟的质量百分比为10％-24.5％、锡的质量百分比≤5％；所述铋铟锡合金中铋的质量百分比≥75.5％、铟的质量百分比为10％-24.5％、锡的质量百分比≤5％。3.权利要求1或2所述液态金属芯材...

【专利技术属性】
技术研发人员：王磊，刘静，
申请(专利权)人：中国科学院理化技术研究所，
类型：发明
国别省市：北京;11