一种用做液压介质的液态金属复合材料及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种用做液压介质的液态金属复合材料及其制备方法，属于液压介质技术领域。液态金属复合材料原料包括：液态金属，所述液态金属选自镓、铟、锡、锌中的一种或几种；固相颗粒，所述固相颗粒选自金属氧化物、氮化物或碳化物微米级或亚微米级颗粒；分散稳定剂，所述分散稳定剂选自十二烷基磺酸钠、span

【技术实现步骤摘要】
一种用做液压介质的液态金属复合材料及其制备方法


[0001]本专利技术属于液压介质
，尤其涉及一种用做液压介质的液态金属复合材料及其制备方法，该方法制备的复合材料还可以作为界面材料使用。

技术介绍

[0002]在现有的液压系统中，通常使用的液体介质是水或油。虽然这些液体介质有较好的性能和可靠性，但在工作过程中，容易受到温度变化和挥发问题的影响，造成压力波动和损坏。
[0003]液态金属在某些场合下作为液压传动介质具有优越的力学性能，但其密度高、润滑困难等问题也限制了其广泛应用。为了克服这些局限性，近年来，研究人员提出了许多液态金属复合材料的制备方法，以改善其性能。但目前液态金属复合材料使用寿命短、腐蚀性大等仍然是该领域亟待解决的问题。
[0004]液态金属的高密度和高表面张力使得密封变得更加困难。需要特殊的密封材料和设计来确保系统的密封性能，以防止泄漏和损坏，使得其在高速运转或高温环境下的传动性能受到影响，液态金属本身还具有导电性，作为液压介质泄露会存在一定风险。
[0005]因此，克服液态金属的自身性质的不足，优化液态金属在液压介质的应用性能具有重要意义。
[0006]公开于该
技术介绍
部分的信息仅仅旨在增加对本专利技术的总体背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域一般技术人员所公知的现有技术。

技术实现思路

[0007]本专利技术的目的在于解决现有技术中液态金属密度高、表面张力大、导电性好，限制了其在液压传动介质领域应用的技术问题，提供一种用做液压介质的液态金属复合材料及其制备方法。
[0008]本专利技术第一方面提供一种用做液压介质的液态金属复合材料，原料包括：
[0009]液态金属，所述液态金属选自镓、铟、锡、锌中的一种或几种；
[0010]固相颗粒，所述固相颗粒选自金属氧化物、氮化物或碳化物微米级或亚微米级颗粒；加入固体颗粒主要是提高复合材料的热传导性能以及减摩性能，加入分散稳定剂对液态金属进行表面改性，降低液态金属的表面张力，提高和固体颗粒粘结性、相容性；
[0011]分散稳定剂，所述分散稳定剂选自十二烷基磺酸钠、span
‑
85、聚乙烯醇、聚丙烯酰胺、月桂醇乙氧硫酸钠中的一种或多种；分散稳定剂可以有效防止液态金属颗粒或液态金属液滴在溶液中聚集，有助于保持液态金属和复合材料之间的均匀分散状态；
[0012]偶联剂，所述偶联剂选自甲基硅氧烷和/或乙基硅氧烷；偶联剂用于改善液态金属和复合材料之间的粘结性能和界面相容性，通过分散稳定剂的改性作用，偶联剂可以更好的将液态金属液滴、固相颗粒、润滑剂结合在一起；
[0013]润滑剂，所述润滑剂选自钙基酯、锌基酯、甘油、二硫化钼、石墨、硅油中的一种或
多种；在液态金属复合材料中，润滑剂用于改善材料的加工性能、降低摩擦和磨损、提高润滑性能。
[0014]在一些实施方式中，所述液态金属的熔点为8～60℃；
[0015]和/或，所述液态金属为镓铟锡合金，三者的质量比为镓：铟：锡＝7:2:1。三者合金在该比例组合下，熔点更低，室温下容易进行超声、机械分散。
[0016]在一些实施方式中，原料重量份如下：
[0017]所述液态金属10～99重量份，所述固相颗粒0～10重量份，所述分散稳定剂10～30重量份，所述偶联剂0.05～0.5重量份，所述润滑剂0.5～10重量份。
[0018]在一些实施方式中，所述液态金属复合材料的密度为3～6g/cm3；
[0019]和/或，所述液态金属复合材料的粘度为600～1500Pa
·
s；
[0020]和/或，所述液态金属复合材料的导热系数为5～10W/m
·
K。
[0021]在一些实施方式中，所述液态金属复合材料的击穿电压为8～10kV。
[0022]本专利技术第二方面提供一种用做液压介质的液态金属复合材料的制备方法，包括以下步骤：
[0023]S1：液态金属加入到熔化后的分散稳定剂中，采用同步超声和机械分散，得到含有液态金属微滴的溶液A；
[0024]S2：将固体颗粒加入到所述溶液A中，加热搅拌，得到溶液B；
[0025]S3：将偶联剂和润滑剂加入到所述溶液B中，加热搅拌后，得到膏状混合物；
[0026]S4：将所述膏状混合物进行真空干燥，得到液态金属复合材料。
[0027]在一些实施方式中，所述液态金属选自镓、铟、锡、锌中的一种或几种；
[0028]所述固相颗粒选自金属氧化物、氮化物或碳化物微米级或亚微米级颗粒，所述金属氧化物优选氧化铝，所述氮化物选自氮化硅和/或氮化铝，所述碳化物优选碳化硅；
[0029]所述分散稳定剂选自十二烷基磺酸钠、span
‑
85、聚乙烯醇、聚丙烯酰胺、月桂醇乙氧硫酸钠、无水乙醇中的一种或多种；
[0030]所述偶联剂选自甲基硅氧烷和/或乙基硅氧烷；
[0031]所述润滑剂选自钙基酯、锌基酯、甘油、二硫化钼、石墨、硅油中的一种或多种。
[0032]在一些实施方式中，所述液态金属用量为10～99重量份，所述固相颗粒用量为0～10重量份，所述分散稳定剂用量为10～30重量份，所述偶联剂用量为0.05～0.5重量份，所述润滑剂用量为0.5～10重量份。
[0033]在一些实施方式中，所述S2中加热的温度为60～70℃，搅拌速度为400～600r/min，搅拌的时间为30～60min；
[0034]和/或，所述S3中加热的温度为60～70℃，搅拌速度为200～400r/min，搅拌的时间为2～3h；
[0035]和/或，所述S4中真空干燥的温度为60～100，干燥的时间为12～48h。
[0036]本专利技术第三方面提供一种液态金属复合材料或上述制备方法制得的液态金属复合材料在液压传动介质或界面材料热传介质中的应用。
[0037]相比现有技术，本专利技术达到的技术效果如下：
[0038](1)本专利技术采用同步超声和机械分散的方式，将液态金属分散成微滴，并对其进行表面改性，降低液态金属的表面张力，添加固相颗粒提升液态金属的热传导性能，通过偶联
剂可以更好的将液态金属液滴、固相颗粒、润滑剂结合在一起，使得液态金属复合材料的制备更加稳定和可控，提高液态金属复合材料的综合性能。
[0039](2)本专利技术制得的液态金属复合材料密度低，表面张力小，浸润性好，在相同体积下，所需的材料量更少，从而减轻了系统的重量，可以提高设备的效率和性能。
[0040](3)通过添加固相颗粒，提升液态金属复合材料的热传导性能，可以减少液态金属的使用量，进一步降低了成本。
[0041](4)合理选择和使用偶联剂和润滑剂也可以提高材料的性能和使用寿命，减少维护和更换的成本，有极好的应用前景，拓展了液态金属的应用领域。
附图说明
[0042]图1为实施例1中液态金属分散步骤中本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用做液压介质的液态金属复合材料，其特征在于，原料包括：液态金属，所述液态金属选自镓、铟、锡、锌中的一种或几种；固相颗粒，所述固相颗粒选自金属氧化物、氮化物或碳化物微米级或亚微米级颗粒；分散稳定剂，所述分散稳定剂选自十二烷基磺酸钠、span
‑
85、聚乙烯醇、聚丙烯酰胺、月桂醇乙氧硫酸钠中的一种或多种；偶联剂，所述偶联剂选自甲基硅氧烷和/或乙基硅氧烷；润滑剂，所述润滑剂选自钙基酯、锌基酯、甘油、二硫化钼、石墨、硅油中的一种或多种。2.根据权利要求1所述的液态金属复合材料，其特征在于，所述液态金属的熔点为8～60℃；和/或，所述液态金属为镓铟锡合金，三者的质量比为镓：铟：锡＝7:2:1。3.根据权利要求1所述的液态金属复合材料，其特征在于，原料重量份如下：所述液态金属10～99重量份，所述固相颗粒0～10重量份，所述分散稳定剂10～30重量份，所述偶联剂0.05～0.5重量份，所述润滑剂0.5～10重量份。4.根据权利要求1所述的液态金属复合材料，其特征在于，所述液态金属复合材料的密度为3～6g/cm3；和/或，所述液态金属复合材料的粘度为600～1500Pa
·
s；和/或，所述液态金属复合材料的导热系数为5～10W/m
·
K。5.根据权利要求1所述的液态金属复合材料，其特征在于，所述液态金属复合材料的击穿电压为8～10kV。6.一种用做液压介质的液态金属复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：S1：液态金属加入到熔化后的分散稳定剂中，采用同步超声和机械分散，得到含有液态金属...

【专利技术属性】
技术研发人员：蔡昌礼，吴仕选，王建，孟仙，李瑀，陈道通，杨应宝，沈艾佳，宰雪林，
申请(专利权)人：云南科威液态金属谷研发有限公司，
类型：发明
国别省市：