“液态金属”是什么?

2024-05-14

1. “液态金属”是什么?

“液态金属”,指的是一种不定型金属,液态金属可看作由正离子流体和自由电子气组成的混合物。液态金属成形过程及控制,液态金属充型过程的水力学特性及流动情况充型过程对铸件质量的影响很大可能造成的各种缺陷,如冷隔、浇不足、夹杂、气孔、夹砂、粘砂等缺陷,都是在液态金属充型不利的情况下产生的。正确地设计浇注系统使液态金属平稳而又合理地充满型腔,对保证铸件质量起着很重要的作用。

分类上只有汞属于液态金属,镓、铷、铯只能是熔点低金属。

但是,镓铟合金即使在室温下也能保持液态,也就是我们常说的液态金属。

“液态金属”是什么?

2. 液态金属的物理性质是什么?


3. 液态金属的物理性质是什么?

1.液态金属内部的组织结构和能量变化
金属在固态时,随温度升高,原子的热运动加剧、振幅增加、间距增大,金属的体积增大;同时,金属的晶格中离位原子和空位数增加。当温度达到熔点时,金属原子大量脱离晶格束缚成为可以与任意原子集团组成近程有序排列的临时组合,金属熔化成为液体。
铸造合金中存在多种元素,各元素之间反应形成的金属化合物、非金属夹杂物、金属内部溶解的气体等使合金液的成分非常复杂。金属液内部,在几个原子到几十个原子的范围内,原子的排列保持固体晶格的规则排列特征,这些在较小范围内保持规则排列的原子集团称为近程有序排列。即使是这些保持近程有序排列的原子集团,其大小也在不断的变化中,这种近程有序排列的原子集团的大小随时间变化的特性称为结构起伏。保持近程有序排列的原子集团不仅存在尺寸大小的变化,同时也存在原子种类和数量的变化,保持近程有序排列的原子随时可能被其他种类的原子代替,而原子集团本身的位置也随时处于变化中,这使得合金液内部的任意位置成分也处在变化中,这种合金液内部化学成分的不稳定性称为浓度起伏。合金液内部的温度并不均匀,保持结构起伏和浓度起伏的合金液,不同原子集团和不同的化学成分之间的能量也不相同,合金液内部任意位置的温度也处在变化中,合金液内部这种能量随时保持变化的特性称为能量起伏。因此,合金液内部存在着结构起伏、能量起伏和浓度起伏。
2.液态金属的物理性质对铸造性能的影响
(1)熔点
纯金属具有固定的熔点,但合金的熔点是在一定的温度范围内,其大小与合金的种类和成分有关系。合金的熔化温度范围大小对合金的流动性、结晶过程和宏观组织具有重要的影响,最终也影响铸件的内在质量。
(2)比热容
单位质量或单位体积的金属液每升高或降低1℃所吸收或放出的热量称为比热容。比热容高的金属在充型过程中散失的热量少,金属温度降低程度小,流动性好。比热容高的金属在凝固过程中温度梯度小,易形成分散缩孔,应注意控制凝固顺序,消除分散缩孔倾向。
(3)导热性
液态金属的热导率大,金属液的温度梯度大,易形成集中缩孔,可以设置冒口加以消除;热导率小的金属液,浇注后金属液的温度梯度小,易形成分散缩孔,可通过控制凝固顺序加以消除。
(4)凝固收缩率
金属在凝固过程中,由于温度的下降,其体积会产生收缩。单位体积的金属每下降单位温度,减小的体积(或某一方向的线长度)为凝固收缩率。但也有些金属在凝固过程中的体积是增大的,即体积膨胀,如灰铸铁、球墨铸铁等。合金的凝固收缩率与合金的种类、化学成分有关。金属的凝固收缩会导致铸件产生裂纹、缩松等缺陷,在工艺设计时应采取措施加以防止。

液态金属的物理性质是什么?

4. 什么是液态金属

液态金属又称为非晶合金、金属玻璃,它是金属超急冷凝固时原子来不及有序排列结晶,而在室温或低温下保留液态原子无序排列的凝聚状态,这种非晶态原子结构使液态金属具备了许多独特的性能,如优异的耐蚀性、耐磨性、高强度、高硬度等。
相比传统金属,液态金属的优势体现在性能、工艺和成本三方面:
1. 性能上,液态金属被认为是目前最硬的轻合金,且它在散热性、电磁屏蔽性等方面也表现出众。
2. 工艺上,由于液态金属以非晶态冷却,收缩率非常小,可以通过注塑、压铸等工艺得到理想的形状,用液态金属做的零件尺寸精度非常高。
3. 成本方面,液态金属是一种清洁材料,生产过程中原料、产品等无毒副作用,对环境影响小,且液态金属制品基本上是一次性成型,省却大量的后加工,是一种绿色的材料。
来源:《揭秘未来100大潜力新材料(2019年版)》_新材料在线

5. 液态金属是什么?

液态金属是汞,俗称 水银
 
       制造科学测量仪器(如福廷气压计、温度计等)、药物、催化剂、汞蒸气灯、电极、雷汞等。 
  汞的用途较广,在总的用量中,金属汞的占30%,化合物状态的汞约占70%。冶金工业常用汞齐法(汞能溶解其它金属形成汞齐)提取金、银和铊等金属。化学工业用汞作阴极以电解食盐溶液制取烧碱和氯气。汞是制造汞弧整流器、水银真空泵、新型与酒精、浓硝酸溶液混合加热制成的。汞的一些化合物在医药上有消毒、利尿和镇痛作用,汞银合金是良好的牙科材料。在中医学上,汞用作治疗恶疮、疥癣药物的原料。汞可用作精密铸造的铸模和原子反应堆的冷却剂以及镉基轴承合金的组元等。由于其密度非常大,物理学家托里拆利利用汞第一个测出了大气压的准确数值。

液态金属是什么?

6. 什么是液态金属

液态金属就是非晶合金的俗称。(例如:水银)
物质按状态分为:气态,液态,固态
气态是无序的,固态是有序的。液态是介于二者之间----近程有序,远程无序。
而非晶合金也正好跟液态物质的微观结构相似。
我们常见的玻璃就是这样的物质(虽然它不是金属材料),虽然你看到它是固态的,但是它的微观结构跟液态没有太大的区别。生活中的黄油也是这样的。
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7. 【液态金属】液态金属是什么?

“液态金属”是一类奇妙的金属,它们在常温下是液体,可以像水一样自由流动,其导热能力和比热容(吸纳热量的能力)都远大于传导热剂,是新一代散热器的理想传热介质。
液态金属是一类奇妙的金属,它们在常温下是液体,可以像水一样自由流动,但却拥有金属的特性。其导热能力和吸纳热量的能力都远大于传统的甲醇、水等导热剂,是新一代散热器的理想传热介质,这些有趣的物理学特性和重要工程学价值以往却鲜为人知。

【液态金属】液态金属是什么?

8. 液态金属是什么

  “液态金属”,指的是一种不定型金属,液态金属可看作由正离子流体和自由电子气组成的混合物。液态金属成形过程及控制,液态金属充型过程的水力学特性及流动情况充型过程对铸件质量的影响很大可能造成的各种缺陷,如冷隔、浇不足、夹杂、气孔、夹砂、粘砂等缺陷,都是在液态金属充型不利的情况下产生的。正确地设计浇注系统使液态金属平稳而又合理地充满型腔,对保证铸件质量起着很重要的作用。

真的存在。
  中国研制出世界首台自主运动可变形液态金属机器

  中国科学家造出了世界首台液态金属机器,这一成就被外媒形容为制造出“终结者”。
  据中科院理化所网站,3月3日,由刘静研究员带领的中国科学院理化技术研究所、清华大学医学院联合研究小组,在Advanced Materials上发表了题为“Self-Fueled Biomimetic Liquid Metal Mollusk”(2015)的研究论文,迅速被New Scientist、Nature研究亮点、Science新闻等数十个知名科学杂志或专业网站专题报道,在国际上引起重要反响和热议。
  此项研究于世界上首次发现了一种异常独特的现象和机制,即液态金属可在吞食少量物质后以可变形机器形态长时间高速运动,实现了无需外部电力的自主运动,从而为研制实用化智能马达、血管机器人、流体泵送系统、柔性执行器乃至更为复杂的液态金属机器人奠定了理论和技术基础。这是该小组继首次发现电控可变形液态金属基本现象(Sheng et al., Advanced Materials, 2014, 封面文章;Zhang et al., Scientific Reports, 2014)之后的又一突破性发现。
  这种液态金属机器完全摆脱了庞杂的外部电力系统,从而向研制自主独立的柔性机器迈出了关键的一步。文章被选为期刊内前封面故事,Altmetric计量学数据显示其指数已达71.0,远高于期刊平均值6.7,在同时期论文中则排名No.1。
  研究揭示,置于电解液中的镓基液态合金可通过“摄入”铝作为食物或燃料提供能量,实现高速、高效的长时运转,一小片铝即可驱动直径约5 mm的液态金属球实现长达1个多小时的持续运动,速度高达5cm/s。这种柔性机器既可在自由空间运动,又能于各种结构槽道中蜿蜒前行;令人惊讶的是,它还可随沿程槽道的宽窄自行作出变形调整,遇到拐弯时则有所停顿,好似略作思索后继续行进,整个过程仿佛科幻电影中的终结者机器人现身一般。