【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种基于液态金属的halbach匀场线圈、制备工艺及其在核磁共振波谱仪匀场领域的应用，属于核磁共振波谱仪匀场。
技术介绍
1、核磁共振波谱仪能够检测物质的成分，由于核磁共振技术有无损检测的特性而被广泛地应用于医疗、科研、生产等领域。
2、磁体系统是核磁共振波谱仪系统的重要组成部分，磁场的均匀性及稳定性是衡量磁体系统重要的指标。但磁体系统中的磁体在组装完成之后其均匀度一般无法达到要求的标准，因此需要后期进行匀场来提高磁场的均匀度。所以，核磁共振波谱仪中的匀场技术成为提升核磁共振波谱仪性能的关键技术之一。
3、目前匀场的方法主要有两大类：无源匀场和有源匀场。有源匀场即利用通电线圈产生的磁场来消除目标区域内磁场的非均匀分量。有源匀场的具体方法为：通过附加磁场校正主磁场，均衡主磁场的不均匀分量，其关键为将主磁场分解为各谐波磁场的叠加，然后设计多组匀场线圈，每组匀场线圈抵消掉一组特定的谐波磁场，最终达到提升主磁场均匀度的目的。在实际应用中，确定匀场线圈的有效线圈形状和尺寸非常重要。但在线圈设计的同时，也必须考虑通电电流的问题。
4、在halbach磁体有源匀场设计中，需将匀场线圈依次包裹在核磁试管上。由于匀场线圈具有一定厚度，导致每个线圈包括的范围不同。即后使用的线圈除了需要包裹核磁试管之外，还需将先使用的线圈包裹。然而，halbach磁体需要的匀场线圈的阶次和数量未知，无法提前通过理论设计确定各线圈的尺寸及大小等，因此不能直接设计形状、大小均能适配的柔性pcb线圈。
5、由于
6、(1)线圈形状呈较为不规则的闭合图形，具有形状特殊性；
7、(2)线圈呈多圈叠加而非单一出现，且线圈之间疏密程度有一定差异性；
8、(3)阶数越高的情况下，线圈形状一般更复杂。
9、目前，小型halbach磁体一般采用柔性pcb制作，当需要拉伸等变形时，线圈的形状也会随之改变，无法保证实际线圈形状与理论仿真一致，影响磁场均匀度。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种基于液态金属的halbach匀场线圈，其在宽度拉伸的情况下维持原有形状，更好地实现匀场功能；本专利技术同时提供了一种简单的制备工艺和应用。
2、本专利技术所述的基于液态金属的halbach匀场线圈的制备工艺，包括以下步骤：
3、(1)液态金属填充物的制备：
4、①以镓-烷基胺ga2(nme2)6作为前驱体分散到中间物质二辛胺中，然后在高温条件下注入1-十八烯的热溶剂中，然后降温，离心分离，得到单分散的胶体镓纳米颗粒；
5、②将油胺作为配体通过复分解反应制得长链的镓-油胺复合物ga(r-nh)n，通过热分解法制得镓纳米液滴；
6、(2)柔性基底的制备采用以下方法中的任意一种：
7、①以rtv硅胶为材料，以倒模的方式进行制备；
8、②以rtv硅胶作为外层材料，以聚二甲基硅氧烷与固化剂复合的材料作为内层材料制备；
9、(3)封装：
10、将步骤(1)制得的镓纳米液滴通过加压注射方式注入基底和模具之间的空隙，然后降温冷冻，进行rtv硅胶灌封，将镓纳米液封装于rtv硅胶基底中完成封装；
11、(4)导线预留：
12、采用压铟的方法从尾部引出导线，得到所述的halbach匀场线圈。
13、所述中间物质二辛胺有多种同分异构体，以二正辛胺(doa)为最佳。
14、优选的，步骤(1)中，复分解反应时，在150±5℃油浴条件下反应。
15、所述热分解法，指利用化合物在高温下进行分解，即将镓-油胺复合物在高温条件下进行加工，直至复合物分解完全，该热分解法为本领域技术人员公知常识。
16、优选的，步骤(2)中，聚二甲基硅氧烷与固化剂质量比为8-12:1，进一步优选为10:1。
17、优选的，步骤(3)中，降温冷冻时降温至-60℃～0℃。
18、优选的，步骤(1)中的步骤①，包括以下制备步骤：
19、将1-十八烯装入装有回流冷凝器的三颈烧瓶中，需在110℃条件下真空干燥至少90分钟，然后在反应器中装满惰性气体(例如ar)，加热至280-300℃，然后注入含有ga2(nme2)6的干燥二辛胺和干燥1-十八烯的溶液。温度先降至230-235℃，待冷却至室温后，通过加入氯仿、油酸和乙醇离心，即可从副产物和未反应前驱体中分离得到产物。
20、基于液态金属的halbach匀场线圈，可以应用于核磁共振波谱仪匀场领域。
21、本专利技术将烷基化合物作为前驱体，而烷基化合物是有机金属化合物，具有很好的反应性，其配位体也较小，可以减少位阻效应等。
22、本专利技术采用rtv硅胶作为柔性基底的材料，rtv硅胶具有优异的弹性、绝缘性等，且接近常温时，只需较短时间就可以固化而没有粘性；该硫化硅胶呈半流淌状态，无腐蚀，固化后的弹性体具有很好的抗冷热交变性能和耐老化性能，优异的防潮防水，抗震抗漏电性能，其抗冷热交变性能，即一定的耐温变性对于halbach磁体中的运用来说非常合适，可以保证在温度条件变化的环境中线圈继续较稳定的工作，增加工作体整体的稳定性。
23、本专利技术中所用的液态金属常温下呈现为液态，将其与柔性基材复合时，会伴随着基材的形变产生相应的形状变化，因此具有更好的可塑性。此外，液态金属在导电率、柔韧性、实用性等方面都具有极大的优势，因此非常适合用于匀场线圈的制作。在液态金属中选择使用镓基合金，它的动态黏度相对较低(2.22mpa·s)，故其在较大的温度范围内可以像水一样流动，由于其流动性，可以通过注射加工的方式填充入微流体通道。本专利技术通过制作理论仿真形状的柔性基材外模，预留出镓基合金的填充通道，通过注射加工的方式将镓基合金与柔性基材复合，得到仿真形状的匀场线圈实物，克服了面对需拉伸变形等情况下匀场线圈形状无法与理论计算形状一致的缺点，在宽度拉伸的情况下维持原有形状，更好地实现匀场功能。
24、与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：
25、(1)对比柔性pcb制作得到的线圈，本专利技术使用液态金属制作的柔性导电材料，使线圈形状在拉伸变形等情况下也能维持理论设计形状不变，具有更好的适型性和最佳的匀场效果；
26、(2)本专利技术所述的halbach匀场线圈的制备工艺设计科学合理，简单易行；
27、(3)本专利技术所述的halbach匀场线圈，可以广泛应用于核磁共振波谱仪匀场领域，具有重要的推广意义。
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1.一种基于液态金属的Halbach匀场线圈的制备工艺，其特征在于：包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的基于液态金属的Halbach匀场线圈的制备工艺，其特征在于：步骤(1)中，高温条件为280-300℃。
3.根据权利要求1所述的基于液态金属的Halbach匀场线圈的制备工艺，其特征在于：步骤(1)中，降温至室温，通过加入氯仿、油酸和乙醇的混合溶液进行离心分离。
4.根据权利要求1所述的基于液态金属的Halbach匀场线圈的制备工艺，其特征在于：步骤(1)中，复分解反应时，在150±5℃油浴条件下反应。
5.根据权利要求1所述的基于液态金属的Halbach匀场线圈的制备工艺，其特征在于：步骤(2)中，聚二甲基硅氧烷与固化剂质量比为8-12:1。
6.根据权利要求1所述的基于液态金属的Halbach匀场线圈的制备工艺，其特征在于：步骤(3)中，降温冷冻时降温至-60℃～0℃。
7.一种基于液态金属的Halbach匀场线圈，其特征在于：由权利要求1-6任一所述的制备工艺制得。
8.一种权利要求1
...【技术特征摘要】
1.一种基于液态金属的halbach匀场线圈的制备工艺，其特征在于：包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的基于液态金属的halbach匀场线圈的制备工艺，其特征在于：步骤(1)中，高温条件为280-300℃。
3.根据权利要求1所述的基于液态金属的halbach匀场线圈的制备工艺，其特征在于：步骤(1)中，降温至室温，通过加入氯仿、油酸和乙醇的混合溶液进行离心分离。
4.根据权利要求1所述的基于液态金属的halbach匀场线圈的制备工艺，其特征在于：步骤(1)中，复分解反应时，在150±5℃油浴条件下反应...
【专利技术属性】
技术研发人员：郭亮，孟维琦，李正喆，杨妍璐，李家兴，
申请(专利权)人：深圳市乾丰智能有限公司，
类型：发明
国别省市：
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