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液态金属复合材料的纳米改性对导热、导电和力学效应的影响

时间:2023-06-20 理论教育 版权反馈
【摘要】:笔者实验室在其发现的液态金属胞吞效应基础上,研发出一系列电学、热学及力学性能可调的高性能液态金属功能材料。Tang等发现[5],结合液态金属胞吞效应并采用真空干燥的方法快速排除液态金属混合物中的溶液成分,可得到均匀、稳定的功能物质。同时,材料可控增强与设计方法的建立,也使得未来制备用以满足特殊需求的液态金属功能材料成为可能。

液态金属复合材料的纳米改性对导热、导电和力学效应的影响

笔者实验室在其发现的液态金属胞吞效应基础上,研发出一系列电学、热学及力学性能可调的高性能液态金属功能材料。Tang等发现[5],结合液态金属胞吞效应并采用真空干燥的方法快速排除液态金属混合物中的溶液成分,可得到均匀、稳定的功能物质(图8.10)。由此,通过在液态金属中可控性掺入不同比例的铜颗粒,可研发出一系列物态介于液体和固体之间的金属混合物(图8.11)。

系列测试揭示出这些材料显著的电学、热学及力学性能:在20%的颗粒质量掺比情况下,分别可获得相对于液态金属约80%的电导率增强和约100%的热导率增强。与此同时,研究还发现,颗粒物的掺入显著地提升了材料对各种基底表面的黏附性以及材料自身的可塑性。这些性质的增强和改变,使得液态金属混合材料在印刷电子电路(图8.12)、3D快速塑形(图8.13)、增材制造以及界面热管理等领域的应用优势更为突出。同时,材料可控增强与设计方法的建立,也使得未来制备用以满足特殊需求的液态金属功能材料成为可能。

图8.10 功能液态金属材料制备原理及生成物[5]

(www.xing528.com)

图8.11 功能液态金属材料成分与性能表征[5]

图8.12 功能液态金属墨水书写应用情况[5]

图8.13 功能液态金属复合材料印压塑形应用情况[5]

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