關鍵詞：高導熱TIM材料，液態(tài)金屬，國產(chǎn)高端材料

導語：熱管理器件界面層的熱設計，已經(jīng)成為系統(tǒng)熱設計的關鍵，會直接影響器件溫度、性能和使用壽命。熱設計工程師需要處理熱沖擊下產(chǎn)品的的穩(wěn)定性、操作便利性和綜合性價比。純金屬系列的相變片，依托液體金屬基材的導熱特性，常溫下呈液體狀態(tài)可流動，具有沸點高導電性強、熱導率高、可相變的特性，以及極低的界面接合厚度，已成為業(yè)界“熱界面材料”頂級熱性能材料解決方案之一。

液態(tài)金屬

一

什么是液態(tài)金屬？

液態(tài)金屬是指一種不定型、可流動液體的金屬，液態(tài)金屬可看作由正離子流體和自由電子氣組成的混合物。液態(tài)金屬成形過程及控制，液態(tài)金屬充型過程的水力學特性及流動情況充型過程對鑄件質(zhì)量的影響很大可能造成的各種缺陷，如冷隔、澆不足、夾雜、氣孔、夾砂、粘砂等缺陷，都是在液態(tài)金屬充型不利的情況下產(chǎn)生的。正確地設計澆注系統(tǒng)使液態(tài)金屬平穩(wěn)而又合理地充滿型腔，對保證鑄件質(zhì)量起著很重要的作用。單質(zhì)中只有水銀是液態(tài)金屬，鎵、銣、銫是低熔點金屬。液態(tài)金屬是一大類多金屬合金功能材料，在常溫、常壓下呈液體狀態(tài)，可流動，具有沸點高、導電性強、熱導率高等特點。其制造工藝不需要高溫冶煉，環(huán)保無毒，可廣泛用于工業(yè)、電子、航天、醫(yī)療等領域。

Liquid metal is a large class of multi-metal alloy functionalmaterials, which is liquid state and has flowabilityat room temperatureand normal pressure. It has high boiling point, strong electrical conductivity,high thermal conductivity and other characteristics. The manufacturing processdoes not need high temperature smelting. It is environmentaland non-toxic,which can be widely used in industry, electronics, aerospace, medical and otherfields.

二

液態(tài)金屬的特征

液態(tài)金屬在砂型中流動時呈現(xiàn)出如下水力學特性：

1.粘性流體流動：液態(tài)金屬是有粘性的流體。液態(tài)金屬的粘性與其成分有關，在流動過程中又隨液態(tài)金屬溫度的降低而不斷增大，當液態(tài)金屬中出現(xiàn)晶體時，液體的粘度急劇增加，其流速和流態(tài)也會發(fā)生急劇變化。

2.不穩(wěn)定流動：在充型過程中液態(tài)金屬溫度不斷降低而鑄型溫度不斷增高，兩者之間的熱交換呈不穩(wěn)定狀態(tài)。隨著液流溫度下降，粘度增加，流動阻力也隨之增加；加之充型過程中液流的壓頭增加或減少，液態(tài)金屬的流速和流態(tài)也不斷變化，導致液態(tài)金屬在充填鑄型過程中的不穩(wěn)定流動。

3.多孔管中流動：由于砂型具有一定的孔隙，可以把砂型中的澆注系統(tǒng)和型腔看作是多孔的管道和容器。液態(tài)金屬在“多孔管”中流動時，往往不能很好地貼附于管壁，此時可能將外界氣體卷入液流，形成氣孔或引起金屬液的氧化而形成氧化夾渣。

4.紊流流動：生產(chǎn)實踐中的測試和計算證明，液態(tài)金屬在澆注系統(tǒng)中流動時，其雷諾數(shù)Re大于臨界雷諾數(shù)Re，屬于紊流流動。

三

液態(tài)金屬的應用

熱管理器件界面層的熱設計，已經(jīng)成為系統(tǒng)熱設計的關鍵，會直接影響器件溫度、性能和使用壽命。熱設計工程師需要處理熱沖擊下產(chǎn)品的的穩(wěn)定性、操作便利性和綜合性價比。純金屬系列的相變片，依托液體金屬基材的導熱特性，常溫下呈液體狀態(tài)，可流動，具有沸點高、導電性強、熱導率高、可相變的特性，以及極低的界面接合厚度，已經(jīng)成為業(yè)界“熱界面材料”頂級熱性能材料解決方案之一。液態(tài)金屬是一大類多金屬合金功能材料，在常溫、常壓下呈液體狀態(tài)，可流動，具有沸點高、導電性強、熱導率高等特點。其制造工藝不需要高溫冶煉，環(huán)保無毒，可廣泛用于工業(yè)、電子、航天、醫(yī)療等領域。

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