液态金属

摘要： 地球之所以能成为宜居性行星的一个关键因素是其具有已存在约35亿年的全球性磁场(Tarduno et al.,2010),它保护着地球上的有机生命体免受太阳和宇宙的有害射线。地磁场是由地心液态金属核的带电对流产生(Buffett,2000),需要持续的能量予以驱动和维持.一般认为,成分对流(chemical/compositional convection)和热对流(thermal convection)是驱动地核对流的两种主要方式.

摘要： 随着芯片的集成度越来越高,散热问题已成为制约其发展的主要瓶颈之一。液态金属芯片散热技术的引入为此打开了新的局面。相比于传统以水为冷却介质的液冷技术,液态金属冷却具有更优异的散热性能。此外,由于其导电性,液态金属还可以采用完全无运动部件的电磁泵进行驱动。而利用电容对电磁泵进行供电,可以非常便捷的实现大电流,从而显著提升电磁泵的驱动能力,并有望实现液态金属的射流。那么,电磁泵是如何驱动液态金属的?液态金属散热技术的优势何在?本文将通过介绍芯片散热的发展历史、液态金属的优异性能,使人们更好地认识液态金属,以及它在散热领域的应用。

摘要： 镓基液态金属在室温下具有良好的可变形性和高电导率,是制造柔性电子器件导电单元的极佳材料。本文针对大多数电子元器件柔性差、难以应用在纺织服装领域的问题,基于液态金属的导电高、室温流动性及浸润性好等性能,综述了基于液态金属的、形态多样的柔弹性电子器件,包括导电微球、柔弹性导线及薄膜、织物器件的研究现状。这些器件可发生弯曲形变,弹性好,在外力作用下仍能保持电学稳定性。通过对液态金属的粘度、浸润性能等的改性并结合纺织材料的结构特点及制备技术,可以制备出柔弹性、智能化的纺织基电子器件,其兼具织物的柔性和液态金属的高电导率,有望应用于智能服装领域。

摘要： 为解决现有制造方法普遍存在制作工艺复杂、制备时间长和制造成本高等问题,提出了一种基于液态金属的柔性可拉伸电路一体化打印的新技术,并搭建了柔性可拉伸电路一体化打印系统。系统采用并联排布式多喷头结构,利用气压驱动打印封装和基底材料,并利用电流体动力喷射沉积打印液态金属导线,可以实现基底、导电线路和封装层的一体化打印。工艺实验揭示了气压对PDMS基底厚度,供料流量对金属导线线宽的影响规律,成功制备了柔性LED电路。实验结果表明,该柔性可拉伸电路打印方法工艺简单,打印的柔性电路具有较好的柔性和可拉伸性。

摘要： 据悉,美国犹他大学江雍粦教授课题组和新加坡国立大学John S.Ho教授团队合作,通过液态金属纤维的数字刺绣,展示了具有近场供电和通信功能的电子纺织系统。这些电子纺织品可以贴合人体表面,甚至在剧烈运动期间也可以与附近的可穿戴或可植入设备建立强大的无线连接,实现近场供电和健康监测,有望用于检测老年人等高危人群的疾病或为运动员提供全身跟踪和反馈。

摘要： 在了解了国内外旋转腐蚀实验装置的发展动态后,提出了一种新型旋转腐蚀实验装置。介绍了包括动力轴的一体化设计、实验样品夹具系统的创新性设计、罐内样品固定架可升降设计的三个优点,对今后进一步研究磨蚀情况和防护技术以及研究设计商用聚变堆核主泵有一定的意义。

摘要： 日前,中国科学技术大学(以下简称中国科大)信息学院赵刚课题组提出了一种结合纳米纤维静电纺丝和液态金属模板印刷的新型柔性电子器件制备技术。相关研究成果日前发表于国际期刊《ACS纳米》上。随着物联网的高速发展,简单的柔性电子器件已经不能满足日趋复杂的应用场景,因此亟待研究与开发多功能与高集成度的柔性电子系统。

摘要： 在智能可穿戴电子领域,人体表皮生理信号的收集过程中,稳定的可拉伸电极可以实现长时间精准的信号收集。然而,无论是表面结构设计型、导电材料复合型还是本真可拉伸型电极,均难以实现在动态变形下稳定的电性能。近日,中国科学院宁波材料技术与工程研究所柔性磁电功能材料与器件团队在研究员李润伟的带领下,受到人工渔网启发,模仿“水膜-鱼网”结构,设计了具有柔性自适应导电界面的超稳定可拉伸电极,提出利用静电纺丝法构建液态金属聚氨酯(TPU)二维“仿水膜-鱼网”结构薄膜,实现了极低初始方阻,解决了弹性电极中导电率和拉伸率不可兼容、循环变形下电性能不稳定的问题,应变下通过网孔束缚液态金属对外扩展和液态金属在网孔内自适应流动,实现低电阻高稳定可拉伸电极,该电极的动态自适应导电网络使其具备极强的动态循环稳定性,经过33万次100%拉伸应变循环,电阻仅变化5%,同时电极面对冷热、酸碱、浸水等服役环境变化。

摘要： 针对基于磁流体动力学(MHD)的角速度传感器中源级输出电阻波动的抑制问题,主要分析了MHD角速度传感器金属电极与镓合金的接触电阻特性,以及随着应力改变和接触面粗糙度的变化规律。通过理论推导建立了传感器中固-液接触电阻的理论模型,并据此使用COMSOL仿真了不同接触应力下接触电阻的变化情况;使用接触角测量仪分析了电极粗糙度对接触电阻的影响,电极材料为铝或铁时,粗糙度由1.6增加到3.2时,接触角增加4°~10°。仿真表明,MHD角速度传感器的接触电阻随着接触应力的增加而减小,在1kPa应力变化范围内,固-液接触电阻急剧变化。接触角测试表明,随着粗糙度的增加,接触角增加,浸润性变差。

摘要： 理解高温熔体(熔盐、液态金属及合金)在碳材料表面的润湿行为对发展高温能源储存与转换、材料铸造与加工、电解冶金、熔盐制备碳等技术十分关键,而目前对这一主题的系统评述还很罕见。本文首先结合实际应用,对常见典型碳材料/高温熔体固−液界面润湿性特点进行了梳理,评述比较了目前常用的三种高温接触角测定方法,随后重点对两类润湿机理进行了讨论:固−液界面非反应的物理润湿和发生化学/电化学反应的反应润湿,以期深化和拓展对于高温熔体在碳表面润湿性的认识,为相关应用提供有关界面润湿的指导。

摘要： 惰性气体对降低液态金属起始沸腾过热度有重要作用.通过考虑壁面孔穴内惰性气体的体积变化及扩散作用,分析了池式沸腾核化过程中局部参数的变化,并研究了惰性气体作用下不同变量对液态金属起始沸腾过热度的影响趋势.结果表明,惰性气体可引起复杂的次级效应,为进行准确的热流密度、压力等变量的影响分析,应充分考虑核化过程中惰性气体的影响.

摘要： 刻意而为的尝试:构建业态金属生物医学材料学新领域,研究初心:将液态金属尝试用于解决世界性重大医学难题，实验室概况:肿瘤能量医学中的生物传热传质机理与定量化，关于常温液态金属:孕育未来新兴的科学与技术。

摘要： 液态金属具有良好的浸润性,因此常具有很高的起始沸腾过热度.但在浸润性差的氧化层的影响下,起始沸腾过热度可大幅降低.为对氧化层作用进行分析,建立了氧化层的影响模型,并利用实验数据进行了验证.结果表明,氧化层作用下的核化过程可分为直接核化和界面移动后的核化两类,氧化层作用下的核化半径介于氧化层位置及界面最深处位置之间,其最佳估算值为两者的几何平均值.

摘要： 通过水浴加热法制备室温液态金属——GaInSn合金,然后将其注射到热塑性弹性体管,制备了可拉伸导线,利用能谱分析仪(EDS)和差示扫描量热仪(DSC)表征了液态金属的组分和凝固点,并利用四点法研究了液态金属基可拉伸导线的电学性能.结果表明:该液态金属由镓铟锡(Ga∶In∶Sn=67.3∶19.2∶13.5(质量比))组成,具有低凝固点(-1.4°C),高电导率(2.89×104S/cm).液态金属基可拉伸导线可以拉伸200％,电阻增加了1.6Ω.在100～1000mm/min的拉伸速率下,拉伸速率对其电阻基本无影响.可拉伸导线从0％～100％～0％循环拉伸200次,电阻仅增加了0.021Ω.实验结果展现出液态金属基可拉伸导线在柔性电子器件中的应用潜力.

摘要： 液态金属渗透裂纹是指当特定的固态金属与液态金属相接触时,液态金属沿固态金属晶界渗入其内部并导致固态金属出现物理性能的改变,如强度降低、塑韧性下降、甚至发生沿晶穿晶断裂等.ITER磁体支撑热锚冷却管连接采用铜基钎料的TIG钎焊,工程试验结果显示,由于在焊接过程中铜基钎料渗入316L奥氏体不锈钢晶界并沿着晶界扩展,导致不锈铜管出现开裂并产生泄漏.本文采用TIG焊、TIG钎焊、真空钎焊以及浸入试验进行了焊接试验,并通过金相、SEN以及EDS等方法对不同的接头试样进行分析对比,得出液态金属对固态金属的扩散渗透以及焊接部位所受应力都是影响液态金属渗透致裂的重要因素,在二者的共同作用下导致固态金属脆化并出现裂纹.

摘要： 电阻率普遍被认为对液态金属结构敏感的物理量.因此测量液态金属的电阻率是研究液态金属的结构状态的重要途径.而基于电磁感应的非接触式的涡流感应法消除了由于接触对样品的污染,同时对过冷态金属电阻率有很好的效果,这为进一步完善凝固理论提供相应的理论依据,对促进铸造工艺优化具有重要的意义.该方法能连续实时测量金属在液态及其凝固过程中电阻率变化，操作简单，测试速度快，为深入探索金属凝固规律提供了有效的测试手段。

摘要： 在聚变堆中,由于大温差和强磁场的影响,液态金属自然对流呈现出了不同于常见流体的流动和换热特征.为了得到液态金属在强磁场下的自然对流流动和换热特性,本文开展了强磁场作用下液态金属GaInSn在方腔内的自然对流的实验研究,实验中采用超声多普勒测速仪对不同温差和不同磁场强度下的自然对流进行速度测量.研究表明液态金属在热端上升,在冷端下降.随着温差的增大,液态金属流动速度随着Gr数的增大而增大,当Gr增大到一定值时,在方腔的中心区域会出现与主流方向相反的逆向速度.当封闭腔内存在逆向流动时,自然对流流动速度会随着磁场的增大先增大后减小.在小磁场的条件下,对流换热强度随着磁场的增大而增大,在强磁场作用下随着磁场强度增大,对流换热强度变小.

摘要： XN-TF系列铁模段砂磨球铸造生产线,采用铁型模具覆砂造型,实现液态金属在铁模内激冷凝固成型在产品铸造成型技术上采用多组合铁型圈砂模具技术.该生产线的研发是在经过广泛市场调研的基础上汇集了新宁装备股份有限公在机械设计,制造,电气工程及热处理工艺领域内的主要技术骨干,联合"暨南大学,合肥工业大学安徽省机械科学研究所"等高等院所等高等院较,经过众多专家两年多的刻苦攻关,成功开发出了具有多项创新技术的形式柔性运言的多在合铁模覆砂铸球生产线设备.

摘要： 驱动液态金属用平面感应电磁泵,电磁驱动力主要由泵沟内部感应磁场与液态金属中形成的感应电场共同作用产生,而感应电场由感应磁场激发产生.研究电磁泵泵沟处感应磁场的分布情况及变化规律,有利于电磁泵的优化设计及其性能的提高.利用有限元数值模拟分析软件ANSYS进行平面感应电磁泵仿真研究,得知电磁泵泵沟处感应磁场在三维空间均有分布,但以沿X轴变化为主.电磁泵泵沟内通入液态金属Zn或Sn后,感应磁场强度相比液态金属未通入前的值要小.参考模拟模型及计算结果,设计并制造实体平面感应电磁泵,在相同加载条件下,位于电磁泵泵沟处的感应磁场强度的实际测量值与模拟计算值存在允许误差,最大为8.3％,验证了模拟计算的准确性.依据计算数据,在75～85V电压调节范围内改变电磁泵加载电压,可实现电磁泵对液态金属Sn的变流量泵送.Sn液泵送流量较大且流速比较稳定时加载的电压值为80V,对应泵沟处感应磁场强度均值为0.137T.

摘要： 本文介绍了消失模铸造充型虚拟现实可视化仿真的方法,在Ensight虚拟现实仿真环境下通过对铸件模型的流体运动及温度场数据进行可视化后处理,从而模拟现实再现不同时刻消失模铸造液态金属流动界面推移的位置、形状及温度.实现了消失模铸造液态金属充型与凝固过程虚拟现实的可视化仿真.案例证明,消失模铸造充型的虚拟现实可视化仿真,为再现液态金属充型与凝固过程、预测铸造缺陷提供了依据.通过该方法可以有效地改善浇注系统的设计,简化了通过实际浇注实验来确定其铸造工艺的次数,节省了许多经济上和时间上的损失,同时降低了对环境的污染,为绿色铸造提供了有力的技术支持.

摘要： 本发明公开了一种液态金属取样器，包括外管、内管、升降杆、凹型压盖和密封头。外管套装于内管的外部，外管侧壁和内管侧壁均设置有排气孔，内管和外管之间有空隙，凹型压盖位于外管上端，凹型压盖顶部中心设有通孔，升降杆的下端穿过通孔，升降杆的下端与内管的上部连接，密封头设置于外管的底部，密封头与外管之间设置有多个进液孔。内管在升降杆的带动下，在外管内上下运动，内管向下运动时可与密封头紧密接触。本发明解决了液态金属自由面上杂质对样品的干扰，确保取样过程的准确性，具有操作简单方便的特点。

摘要： 本发明涉及一种去除液态金属氧化层的方法，同样涉及一种液态金属的分散方法。所述去氧化层的方法/液态金属的分散方法是将液态金属滴入溶液中，加热至所述溶液沸腾或临界沸腾，即可去除液态金属氧化层/分散液态金属；其中，所述溶液的pH值在3‑10之间。本发明提供了一种简单、低成本的去除液态金属氧化层/液态金属的分散方法的方法，解决了液态金属无法在温和溶液中去除氧化层的问题，并且可以通过调整溶液组成及加热功率，实现对去氧化效果进行调节。同时，解决了液态金属无法分散和团聚的问题，并且可以通过调整液态金属的组成及加热功率，实现对分散颗粒的大小和生成速率进行调节。

摘要： 本发明公开了一种液态金属3D打印方法和液态金属3D打印铝合金材料，涉及铝合金材料的制备技术领域。该液态金属3D打印方法包括将高温金属熔体在压力作用下经喷嘴冲击至安装于三维运动平台上的冷却模具上堆积形成金属熔池，三维运动平台在冲击过程中按照扫描路径在水平面上运动，一次扫描结束后，利用耙平机构对金属熔池的上表面进行耙平，三维运动平台向下移动，继续扫描，重复多次直至完成打印。本申请通过在扫描打印结束后利用耙平机构施加耙平操作，耙平与扫描打印交替进行，可实现消除消除界面分层痕迹问题，提高界面结合力。制备获得的铝合金材料无冶金缺陷，材料组织细小、性能优异。

摘要： 本发明涉及核能源领域，公开了一种液态金属反应堆、液态金属发电装置和液态金属换热装置，该液态金属反应堆包括反应堆罐体、控制棒、第一回路、核燃料组件和液态金属合金；控制棒穿过反应堆罐体，可活动的固定在反应堆罐体上，第一回路将反应堆罐体的顶部和反应堆罐体的底部连通；第一回路中设有热交换器管路；反应堆罐体、第一回路和热交换器管路中均填充有液态金属合金，液态金属合金的主要成分为镓；核燃料组件与控制棒的控制端接触，固定在反应堆罐体内。本发明针对当前核反应堆系统热量输出品位低、运行压力高、固有安全性低，提出了一种采用常温下即为液体状态的液态金属合金作为反应堆的冷却剂，有效提高系统的热量输出品位和安全性。

摘要： 本发明属于液态金属电池领域，涉及一种液态金属电池可移动界面稳定装置，所述装置由导电或者不导电的材料构成，为一个或多个可悬浮的单体；该装置悬浮于液态金属电池的阳极(4)与电解质(3)之间的第一界面处和/或悬浮于电解质(3)与阴极(2)之间的第二界面处。本发明的装置增强了液态金属电池界面的稳定性，避免了内部限域分割造成的电池性能变化，并有利于减少电池充放电过程中可能产生的固相难熔金属间化合物，增加了液态金属电池的可靠性。

摘要： 本发明提供了一种液态金属电池正极集流体的加工工艺及液态金属电池，加工工艺包括在壳体内底面和侧壁中部及以下部分制备第一防护涂层；在壳体中部及以上部分侧壁制备第二防护涂层；在壳体上安装盖体，以将壳体密封。本发明技术方案通过在壳体的壳体内底面和侧壁中部及以下部分附着第一防护涂层将壳体与液态金属电池正极隔开，从而改善液态金属电极与壳体之间的润湿行为和界面反应，同时也可改善正极金属及熔融电解质盐对壳体的腐蚀问题，避免正极金属出现“爬壁”现象造成电池容量衰减，甚至短路。通过在壳体的中部及以上部分侧壁附着第二防护涂层将液态金属电池负极与壳体隔开，避免正负极金属间导通，导致电池短路，同时改善负极尖端放电现象。

摘要： 本发明涉及室温液态金属电池正极材料制备技术，尤其涉及一种液态金属@rGO纳米液滴室温液态金属电池正极材料及其制备方法。本发明液态金属@rGO纳米液滴室温液态金属电池正极材料，其液态金属@rGO纳米液滴包括液态纳米金属核和包覆在液态金属核外的还原氧化石墨烯壳体，还原氧化石墨烯壳体为GO在液态金属纳米液滴表面原位还原与自组装包覆制备而成，其中液态金属为镓或镓基合金，熔点不高于200°C。本发明将液态金属纳米液滴与氧化石墨烯在醇体系下混合，在室温下经超声处理的方式实现GO在液态金属纳米液滴表面的原位还原与自组装包覆。本发明电池正极材料具有高的核壳结构稳定性、大的可逆充/放电比容量、优异的倍率性能以及稳定的循环性能。

摘要： 本发明涉及液态金属门及其制备和驱动方法以及采用液态金属门的物质释放仓，液态金属门包括金属环，该金属环的内环面形成有一层金属间化合物，该金属间化合物由金属环与液态金属发生浸润后形成，该金属环的内环孔中容纳有一定体积的液态金属，液态金属在内环孔中形成一层阻断其两侧连通的液膜，金属环的内环面还设置有液膜力学缺陷位点，该位点为金属间化合物空白稀缺区，液态金属门还包括承托层和封口层，它们均设有开孔，并分设在金属环的两端，将液态金属限位在它们之间，液态金属承托在承托层上，封口层与承托层的间距大于液膜的厚度。本发明液态金属门工作环境和驱动方式简单，有广泛的应用空间。

摘要： 本发明涉及一种液态金属复合材料热性能的调控方法、以及液态金属复合材料，具体先取液态金属与固体填料置于容器中，搅拌分散，调节所加入固体填料的尺寸与形状，即完成对复合材料热性能的调控。与现有技术相比，本发明实现了基于不同形状和尺寸填料的液态金属复合材料的混合与制备，实现了在指定温度、压强、环境气氛、溶剂等条件下的固体填料与液态金属复合材料热性能的调控，并且此方法制备简单，调控手段通用，具有广泛的适用范围，可用于不同实际条件要求下的热性能材料的制备，结构的设计，以及其它多功能性液态金属基复合材料等应用。

摘要： 本实用新型涉及核能源领域，公开了一种液态金属反应堆、液态金属发电装置和液态金属换热装置，该液态金属反应堆包括反应堆罐体、控制棒、第一回路、核燃料组件和液态金属合金；控制棒穿过反应堆罐体，可活动的固定在反应堆罐体上，第一回路将反应堆罐体的顶部和反应堆罐体的底部连通；第一回路中设有热交换器管路；反应堆罐体、第一回路和热交换器管路中均填充有液态金属合金，液态金属合金的主要成分为镓；核燃料组件与控制棒的控制端接触，固定在反应堆罐体内。本实用新型针对当前核反应堆系统热量输出品位低、运行压力高、固有安全性低，提出了采用常温下即为液体状态的液态金属合金作为反应堆的冷却剂，有效提高系统的热量输出品位和安全性。