Galinstan - Galinstan
Galinstan | |
---|---|
Właściwości fizyczne | |
Gęstość (ρ) | 6,44 g / cm 3 (przy 20 ° C) |
Właściwości termiczne | |
Temperatura topnienia (T m ) | -19 °C |
Ciepło właściwe (c) | 296 J·kg -1 · K -1 |
Źródła |
Galinstan to nazwa handlowa stopu eutektycznego składającego się z galu , indu i cyny, który topi się w temperaturze -19°C (-2°F), a zatem jest płynny w temperaturze pokojowej. Mówiąc bardziej luźno, galinstan jest również używany jako nazwa zwyczajowa dla różnych podobnych stopów, które zwykle topią się w temperaturze +11 ° C (52 ° F).
Galinstan składa się z 68,5% Ga, 21,5% In i 10,0% Sn (wagowo).
Z uwagi na niską toksyczność i niskiej reaktywności jego składników metali, w wielu zastosowaniach, galinstan zastąpił toksyczną cieczą, rtęć lub reaktywną NAK ( sodu - potasu stopu).
Nazwa
Nazwa "galinstan" to kontaminacja z gal Lium, w DIUM i stan num ( łacina dla "tin").
Marka „galinstan” jest zarejestrowanym znakiem towarowym z niemieckiej firmy GERATHERM Medical AG .
Właściwości fizyczne
- Temperatura wrzenia: > 1300 °C
- Prężność par : < 10 -8 Torr (przy 500 ° C)
- Rozpuszczalność: Nierozpuszczalny w wodzie lub rozpuszczalnikach organicznych
- Lepkość : 0,0024 Pa · s (przy 20 °C)
- Przewodność cieplna : 16,5 W ·m- 1 · K- 1
- Przewodność elektryczna : 3,46 x 10 6 S / m (przy 20 ° C)
- Napięcie powierzchniowe : s = 0,535–0,718 N/m (przy 20 °C, zależnie od producenta)
Galinstan ma tendencję do zwilżania i przylegania do wielu materiałów, w tym szkła, ograniczając jego zastosowanie w porównaniu z rtęcią.
Zastosowania
Nietoksyczny galinstan zastępuje rtęć w termometrach ; wnętrze tuby musi być pokryte tlenkiem galu, aby zapobiec zawilgoceniu szkła.
Galinstan ma wyższy współczynnik odbicia i niższą gęstość niż rtęć. W astronomii może zastąpić rtęć w teleskopach z ciekłym lustrem .
Metale lub stopy, takie jak galinstan, które są płynne w temperaturze pokojowej, są często używane przez overclockerów i entuzjastów jako interfejs termiczny do chłodzenia sprzętu komputerowego, gdzie ich wyższa przewodność cieplna w porównaniu z pastami termicznymi i epoksydami termicznymi może pozwolić na nieco wyższe częstotliwości taktowania i moc obliczeniową procesora osiągnięte w demonstracjach i konkurencyjnym podkręcaniu. Dwa przykłady to Thermal Grizzly Conductonaut i Coolaboratory Liquid Ultra o przewodności cieplnej odpowiednio 73 i 38,4 W/mK. W przeciwieństwie do zwykłych związków termicznych, które są łatwe do zastosowania i stwarzają niskie ryzyko uszkodzenia sprzętu, galinstan jest przewodzący prąd elektryczny i powoduje kruchość ciekłego metalu w wielu metalach, w tym w aluminium, które jest powszechnie stosowane w radiatorach. Pomimo tych wyzwań użytkownicy, którzy odnieśli sukces w swojej aplikacji, odnotowują dobre wyniki. W sierpniu 2020 r. Sony Interactive Entertainment opatentowało rozwiązanie interfejsu termicznego oparte na galinstanie, odpowiednie do masowej produkcji, do użytku na PlayStation 5 .
Galinstan jest trudny w użyciu do chłodzenia reaktorów jądrowych opartych na rozszczepieniu , ponieważ ind ma wysoki przekrój absorpcji dla neutronów termicznych , skutecznie je absorbując i hamując reakcję rozszczepienia. Odwrotnie, jest badany jako potencjalny czynnik chłodzący do reaktorów termojądrowych. Jego brak reaktywności sprawia, że jest bezpieczniejszy niż inne metale ciekłe, takie jak lit i rtęć .
Galinstan jest używany jako płynny, odkształcalny przewodnik w miękkiej robotyce i rozciągliwej elektronice. Galinstan może być używany do wymiany przewodów, interkonektów i elektrod, a także jako element przewodzący w cewkach indukcyjnych i kompozytach dielektrycznych do miękkich kondensatorów.
Sprzęt rentgenowski
Niezwykle silne źródła promieniowania rentgenowskiego 9,25 keV (linia galu K-alfa) do mikroskopii rentgenowskiej utrwalonej tkanki (takiej jak mózg myszy), z ogniska około 10 μm × 10 μm i wokseli 3D około jednego mikrometra sześciennego, można uzyskać za pomocą źródła promieniowania rentgenowskiego, które wykorzystuje anodę z ciekłego metalu z galinstanu. Metal przepływa z dyszy w dół z dużą prędkością i skupia się na nim źródło elektronów o dużej intensywności. Szybki przepływ metalu przenosi prąd, ale przepływ fizyczny zapobiega znacznemu nagrzewaniu się anody (ze względu na wymuszone konwekcyjne usuwanie ciepła), a wysoka temperatura wrzenia galinstanu hamuje parowanie anody.
Zobacz też
- Metal Fielda , ma stół ze stopów o niskiej temperaturze topnienia
- NaK
- Metal Róży
- Metal drewna
Bibliografia
Źródła
- Scharmann, F.; Czerkaszynin, G.; Breternitz, V.; Knedlik, Ch.; Hartung, G.; Weber, Th.; Schäfer, JA (2004). „Wpływ lepkości na GaInSn badany przez XPS”. Analiza powierzchni i granicy faz . 36 (8): 981. doi : 10.1002/sia.1817 .
- Dickey, Michael D.; Chiechi, Ryan C.; Larsen, Ryan J.; Weiss, Emily A.; Weitz, David A.; Whitesides, George M. (2008). „Eutectic galu-indu (EGaIn): stop ciekłego metalu do tworzenia stabilnych struktur w mikrokanałach w temperaturze pokojowej”. Zaawansowane materiały funkcjonalne . 18 (7): 1097. doi : 10.1002/adfm.200701216 .