液态金属镓与碳纳米管的混合物

液态金属虽然导热性远高于传统流体，但与高导热金属相比，其导热率仍然是相对有限的。为此，Ma和Liu提出并定义了纳米金属流体材料［4］，旨在实现自然界导热率最高的流体，即终极冷却剂。这里的纳米金属流体，是以液态金属或低熔点合金作为基液，添加导热性更好的纳米颗粒，以达到进一步增强其导热目的的材料。如图8.8所示，将碳纳米管加入液态金属镓中，随着其含量的逐渐增大，纳米金属流体的外观颜色发生变化，其导热系数也逐渐增大。

图8.8　液态金属镓与碳纳米管的混合物［4］(www.xing528.com)

经典的纳米流体概念是由美国Argonne国家实验室的Choi博士提出的。纳米流体常被用于替代传统流体，以提高热的交换和传递效率。近年来，国内外众多学者在此领域做了大量工作，促成了纳米流体研究的繁荣。通常，传统的纳米流体以水、乙二醇等作为基液，加入纳米颗粒来增强其物理性能，纳米颗粒含量越高，纳米流体的物理性能增强得越明显。一般情况下，纳米颗粒在传统流体中易于沉淀，发生堵塞。与此不同的是，在纳米金属流体中，由于液态金属的密度比较大，因此可允许加载较大份额的纳米颗粒［4］。此外，不同于传统纳米流体的是，纳米金属流体是一种高导电、高导热功能流体，而且根据需要也可加载磁性纳米颗粒，来获得特定的电、磁、热性能俱佳的多功能流体材料。从流动的角度看，液态金属的表面张力很大，可以减小纳米颗粒的沉降。如图8.9所示，不同种类的纳米颗粒加入液态镓基液中，纳米流体的导热系数随纳米颗粒含量的增加而增大。

图8.9　理论预测的几类纳米颗粒加入液态镓中引起导热系数变化［4］