低熔点金属及其制备方法和应用技术

本发明专利技术提供了一种低熔点金属及其制备方法和应用，其特征在于，所述的低熔点金属包含铟、锡和锌。所述铟、锡和锌的质量分数范围分别为铟49％～52％、锡45％～50％、锌1.5％～2.3％。可广泛用于航天热控、先进能源、信息电子等需降低接触热阻或电阻的导热、导电及散热领域。

【技术实现步骤摘要】
低熔点金属及其制备方法和应用
本专利技术涉及一种低熔点金属，该低熔点金属金属的温度较低，可广泛用于航天热控、先进能源、信息电子等需降低接触热阻或电阻的导热、导电及散热领域。
技术介绍
低熔点金属，是指熔点低于232℃(Sn的熔点)的易熔金属；通常由Bi、Sn、Pb、In等金属元素组成。低熔点金属常被广泛地用做焊料，以及电器、蒸汽、消防、火灾报警等装置中的保险丝、熔断器等热敏组件，是一类颇具发展潜力的低熔点金属新型材料。随着技术的发展，人们对于低温控制方面需求越来越精细，例如电子设备在某些特定温度下才能发挥更好的特性，因此需要将电子设备温度控制在该特定温度以下；或者通过在特定温度上进行金属熔断，将环境温度控制在预定温度之下。因此人们对特定熔点金属，尤其是低熔点金属存在长期需求。
技术实现思路
本专利技术的专利技术者考虑到本领域现有技术的上述技术需求，经过反复试验，提出并制备了根据本专利技术一个方面的一种低熔点金属，其包含铟、锡和锌，所述铟、锡和锌的质量分数范围分别为铟49％～52％、锡45％～50％、锌1.5％～2.3％。根据本专利技术的低熔点金属，所述铟、锡和锌的质量分数范围分别为铟50％～51％、锡45％～50％、锌1.5％～2.3％。根据本专利技术的低熔点金属，所述铟、锡和锌的质量分数范围分别为铟49％～52％、锡46％～48％、锌1.5％～2.3％。根据本专利技术的另一个方面，提供了一种循环散热系统，其包含散热器以及其中储存有根据本专利技术所制备的低熔点金属的腔体，所述腔体镶嵌在散热器基板中。根据本专利技术的循环散热系统，其中所述腔体为曲线管道。根据本专利技术的循环散热系统，其还包含有电磁泵，所述电磁泵安装在散热器和热源之间的回路上，并仅在所述低熔点金属全部变成液态之后进入运行状态。根据本专利技术的循环散热系统，其还含有布置在距离热源最远处的温度传感器，该温度传感器在检测到低熔点金属的温度高于其熔点时，发出启动信号以便启动所述电磁泵的运行。根据本专利技术的循环散热系统，其还含有布置在距离热源最远处的流动传感器，该传感器在检测到低熔点金属的流动时，发出启动信号以便启动所述电磁泵的运行。根据本专利技术的循环散热系统，其中所述腔体的截面为带倒角的长方形、圆形或椭圆形。根据本专利技术的循环散热系统，其中所述截面的当量直径范围为1mm～20mm的常规尺寸或为0.1mm～1mm的微通道尺寸。根据本专利技术的另一个方面，提供了制备根据本专利技术的低熔点金属的方法，其包含以下步骤：在隔绝空气条件下，将预定量的金属锡熔化；往熔化的锡中加入金属铟，对两者持续加热并搅拌成熔融状态；再向熔融状态的铟锡金属中添加预定分量的金属锌，并加热搅拌，直至金属成熔融状态；将熔融金属保持在330～360℃的温度范围内并搅拌2～3h，确保所有金属充分熔合；在隔绝空气的条件下，使熔融金属自然冷却。根据本专利技术所制备的低熔点金属熔点为108±3℃。通过将所述低熔点金属封闭在循环散热系统的封闭腔体中可以实现相变储能循环散热。通过温度控制器或检测低熔点金属的相变情况的传感器，监测低熔点金属的温度或相态来判断系统的散热性能，从而调整电磁泵供电电源的开关和功率大小来控制低熔点金属的工作状态，进而控制系统所应用的环境的温度。附图说明此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本公开的实施例，并与说明书一起用于解释本公开的原理。图1所示为使用根据本专利技术的低熔点金属的一种循环散热系统的实施例的原理结构示意图。图2所示为使用根据本专利技术的低熔点金属的一种循环散热系统的实施例的侧视结构示意图。附图标记说明：1-热源，2-低熔点金属腔体，3-电磁泵，4-散热器，5-温度控制器，6-散热风扇。具体实施方式这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本公开相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本公开的一些方面相一致的装置和方法的例子。在本公开使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本开。在本公开和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。还应当理解，本文中使用的术语“和/或”是指并包含一个或多个相关联的列出项目的任何或所有可能组合。应当理解，尽管在本公开可能采用术语第一、第二、第三等来描述各种信息，但这些信息不应限于这些术语。这些术语仅用来将同一类型的信息彼此区分开。例如，在不脱离本公开范围的情况下，第一可以被称为第二，类似地，第二也可以被称为第一。取决于语境，如在此所使用的词语“如果”可以被解释成为“在……时”或“当……时”或“响应于确定”。为了使本领域技术人员更好地理解本公开，下面结合附图和具体实施方式对本公开作进一步详细说明。下面结合附图及具体实施例进一步描述本专利技术。为了获得熔点在108±3℃的低熔点金属，专利技术人经过反复试验，采用下述方法最终获得一种主要含有锡铟锌的低熔点合金。具体制备过程如下：首先，在隔绝空气条件下，将预定量(例如，质量分数范围49％～52％)的金属锡加热熔化。随后，向熔化的锡中加入预定量(例如，质量分数范围45％～50％)金属铟，同时对两者持续加热并搅拌成熔融状态。然后，向熔融状态的铟锡金属中添加预定分量(例如，质量分数范围1.5％～2.3％)的金属锌，并加热搅拌，直至金属成熔融状态。随后，将熔融金属保持在330～360℃的温度范围内并搅拌2～3h，确保所有金属充分熔合。最后，在隔绝空气的条件下，使熔融金属自然冷却，从而获得熔点在108±3℃附近的合金。在上面提到了这些合金中各个金属分量的范围，这些分量可以在一定范围内变动，由此使得合金的熔点也在上述108±3℃的范围内变化。该低熔点合金可以用于各种用途，尤其适用于环境温度不适于水冷的环境温度中。由于该合金体现出的较高的相变储能特性，因此可以应用于各种适合于进行相变纯储能的应用中。为此，本专利技术提出了一种低熔点金属相变储能循环散热系统。图1所示为使用根据本专利技术的低熔点金属的一种相变储能循环散热系统的实施例的原理结构示意图。图2所示为使用根据本专利技术的低熔点金属的一种循环散热系统的实施例的侧视结构示意图。如图1和2所示，根据本专利技术的循环散热系统包括：热源1，低熔点金属腔体2，电磁泵3，散热器4，温度控制器5，散热风扇6。所述低熔点金属腔体2镶嵌在散热器4基板中，其中填充熔点为108±3℃的低熔点金属。所述低熔点金属腔体2的轨迹为任意形状的封闭曲线，且整体密封，形成所述低熔点金属在液相状态下的流通管路。所述低熔点金属在环境温度低于其熔点时，保持其固体状态，并在环境温度上升时，吸收环境内的热量，使得环境温度保持不超过其熔点。在环境温度不剧烈变化的情况下，仅仅通过容纳在腔体2内的一定量的低熔点金属的相变储热能力即可以防止环境温度的上升。所述电磁泵3安装在散热器4基板上热源1与散热器4之间的液态金属流通管路2，用于在被通电运行时驱动腔体2中的液态金属。从而在环境温度剧烈上升时，通过液态金属的快速热交换特性迅速吸收热源处产生的热量，并迅速将所吸收的热量在散热器4处传递给散热器4，以便加速环境热量的排出，从而本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种低熔点金属，其包含铟、锡和锌，所述铟、锡和锌的质量分数范围分别为铟49％～52％、锡45％～50％、锌1.5％～2.3％。

【技术特征摘要】
1.一种低熔点金属，其包含铟、锡和锌，所述铟、锡和锌的质量分数范围分别为铟49％～52％、锡45％～50％、锌1.5％～2.3％。2.一种循环散热系统，其包含散热器以及其中储存有根据权利要求1所述的低熔点金属的腔体，所述腔体镶嵌在散热器基板中。3.根据权利要求2所述的循环散热系统，其中所述腔体为曲线管道。4.根据权利要求3所述的循环散热系统，其还包含有电磁泵，所述电磁泵安装在散热器和热源之间的回路上，并仅在所述低熔点金属全部变成液态之后进入运行状态。5.根据权利要求4所述的循环散热系统，其还含有布置距离热源最远处的温度传感器，该温度传感器在检测到低熔点金属的温度高于其熔点时，发出启动信号以便启动所述电磁泵的运行。6.根据权利要求4所述的循环散热系统，其中还含有布置距离热源...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭瑞，
申请(专利权)人：北京态金科技有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11