低熔点金属3D打印技术研究与应用

<正>3D打印是增材制造技术的一种,近年来得到了广泛的关注和研究。这是一种将墨水(如粉末金属或塑料)按照一定方式逐层打印出来的技术,常用的典型材料包括塑料、陶瓷、高熔点金属粉末等。3D打印技术在组织工程[1-2]、微流道[3]、电子线路和器件[4]等领域有着十分广泛的应用前景。低熔点金属有别于传统3D打印材料,它是指一大类熔点低于200℃的金属材料,如镓基、铟基、铋基合金等。低熔点金属尤其是室温液态金属在印刷电子、制作柔性器件方面正显现独特的优势。本文介绍了几种新近出现的基于低熔点金属墨水的3D打印技术。     

液态金属的多功能化

液态金属是在室温或常温下处于液态的金属，又被称为低熔点金属。由于具有优越的导热、导电、润滑等性能，液态金属被应用在散热器、电池、3D打印、柔性机器人、磁流体发电、电磁屏蔽和生物医疗等领域，有着广阔的应用前景。各种新型多样的研究不断涌现。液态金属基塑料、合金等复合材料的问世也进一步推动了液态金属的发展。但是，液态金属的应用发展也面临瓶颈问题：腐蚀其他金属、密度大、质量大、原料储备种类数量过少等。本文综述了液态金属的多功能化的研究进展，并对液态金属的研究方向及应用前景进行了展望。     

双层辉光离子渗金属技术特点

分析了双层辉光技术的特点,指出该技术在材料表面合金化方面,是一项适合于高熔点金属 表面合金化和采用高熔点金属对铁基或某些熔点较高的有色金属材料进行表面合金化的工艺 技术     

新型液态金属电池正极材料的探索研究

利用液态金属电池储能是近年来发展起来的一种新型电化学储能技术,具有成本低、寿命长等优点,在大型储能领域具有广阔的应用前景。传统单一组分的正极材料面临熔点高、电压低等问题,而合金材料则给液态金属电池正极材料提供了新的可能。本文通过分子动力学方法计算多种适用于液态金属电池正极材料的金属和合金材料(Bi、Sb、Te、Sn、Pb),经过多尺度计算模拟,首先找到了30种二元合金和三元合金,分析这些合金材料的形成能,发现均为负值,理论上说明这30种二元合金和三元合金均可以稳定存在。而后,筛选出具有较低熔点(<500℃)的正极合金,分别是SnSb、HgTl、InBi、PbSb、HgIn、InTe、GaSb、AlSb、CdSnSb2、ZnSb。进一步分析合金正极材料的态密度,选出7种离子传输能力较强的正极合金:PbSb、HgIn、CdSnSb2、ZnSnSb2、InTe、SnSb和SnTl4Te3,模拟计算其以锂为负极情况下的开路电压,结果表明,以SnSb为正极材料时,开路电压可达0.65 V。     

磁性镓基液态金属复合材料的研究进展

镓基液态金属具有高导电性、高导热性、高流动性和优良的生物相容性,是一种具有很大发展和应用前景的功能材料。镓基液态金属与其他不同物理化学性质的材料组合而成的镓基液态金属复合材料为基础研究与应用研究提供了一个新的方向,为解决柔性电子、热调控和生物医学等各个领域的挑战性问题提供了新的思路并表现出重大潜力。磁性粒子的引入可以使镓基液态金属具有良好的磁性能。作为一种新兴的磁性功能材料或磁性智能材料,磁性镓基液态金属复合材料在柔性电子、微电机、靶向给药、热调控、屏蔽与吸波等领域已展现出初步的研究和应用价值。本文系统地总结和评述了磁性镓基液态金属复合材料的研究进展。从基础研究、磁力控制、磁热控温、屏蔽与吸波四个方面综述了磁性镓基液态金属复合材料的性能和应用,说明了这种复合策略的有效性。这可为磁性镓基液态金属复合材料的进一步研究与开发提供思路。     

镓基液态金属用作润滑剂外界影响因素的研究

液态金属是一种新型功能材料,具有不定型、可流动性,在室温下可呈液态.镓基液态金属(GLM)是其中一种安全无毒的液态金属,具有良好的流动性、导热性、热稳定性、导电性等,因其优异性能已被应用于多种领域.目前,国内研究镓基液态金属作为润滑剂的研究还处于起步状态.介绍了影响镓基液态金属润滑性能的外界因素,并提出了镓基液态金属作...     

熔盐体系电沉积技术进展

用熔盐作为制备金属电沉积槽液的溶剂具有液态温度范围广和“电化学窗口”大等优异特点。熔点低于室温和在相当广的电位范围内不被分解的非质子型熔盐体系已相继出现,使像铝等不能自水熔液中阴极析出的金属能够实现电沉积。另一方面,熔盐体系的高液态温度不但可以自其中获取无内应力的金属镀层,而且还可靠电解条件的适当调节来实现扩散渗镀的过程。本文介绍上述熔盐体系电沉积技术的研究现状和应用前景。     

船舶用带铜衬套通舱管件焊接开裂原因

船舶用带铜衬套通舱管件焊接后造成表面开裂.采用化学成分分析、金相检验、断口分析和拉伸试验等方法,分析了管件开裂的原因.结果表明:带铜衬套通舱管件端面开裂类型为液态金属致脆开裂;在焊接过程中,S221锡黄铜中的低熔点金属从管件端面沿晶界进入材料内部,导致管件脆化形成裂纹,在拉应力作用下,裂纹扩展造成管件端面发生开裂.     

教育部金属电子信息材料工程研究中心

教育部金属电子信息材料工程研究中心,是2001年4月经教育部批准依托于北京科技大学,由教育部和北京市科委共建的技术创新和高新技术产业化基地。 教育部金属电子信息材料工程研究中心通过多元化的投资,以有限责任公司的形式,采用现代企业制度进行管理,具有独立法人资格,与注册成立的北京科大永兴电子信息材料技术有限公司为同一个实体。工程研究中心与公司的主要业务范围是:高技术新材料的研究开发与生产、材料制备与加工新技术新工艺开发、新材料制备与加工设备的制造、新型电子信息元器件的开发与制造、计算机控制系统集成、机电一体化技术开发及其产品的生产与销售等方面。公司注册地点在中关村科技园西三旗新材料产业化基地（国家级）。 北京科技大学材料科学与工程学科综合实力位     

搅拌摩擦焊接技术基础及其工程应用

搅拌摩擦焊(FSW)是最近十几年才发展起来的一项新的连接技术,焊接的材料非常广泛.在焊接时材料不熔化,减少和消除了因金属熔化带来的冶金反应的复杂性,因此特别适合焊接活性金属或两种物理和化学性质相差悬殊的材料.利用搅拌摩擦焊技术,已对高温活性金属、低熔点金属、复合材料、异种金属或合金等材料进行了焊接性能实验研究和工程应用研究,对核工业使用的铍-铝合金、铜合金核废物容器箱体也进行了焊接.利用摩擦搅拌技术还能细化金属材料的晶粒和增强硬度.     

液态金属 在科幻与现实之间

正还记得电影《终结者》中那个可任意变形伪装的液态金属机器人吗?近日,我国科学家的一项有关液态金属新物性的发现将有望打破科幻与现实之间的藩篱,让液态金属机器人走入现实生活。这项出自清华大学、中科院理化技术研究所联合小组的研究首次发现,电场控制下的液态金属与水的复合体,可在各种形态及运动模式之间发生奇特的转换行为。成果在《先进材料》在线发表后,国内外掀起了热议,业界普遍认为,液态     

柔性微流体电子:材料、工艺与器件

微流体技术是指在微观尺寸下控制、操作和检测复杂流体的新兴技术,通过与柔性电子技术结合,产生了全新的柔性微流体电子技术,有望在可变形电极、可穿戴电子、可延展柔性天线等领域发挥重要作用。目前,液态金属由于其常温液态、大表面张力等特点,应用于柔性微流体电子技术领域时,在材料、工艺和设备等方面面临诸多挑战。重点讨论液态金属的组分和属性、微流体制造工艺与特点,以及柔性微流体电子技术的新兴应用。最后展望了柔性微流体电子技术需研究并解决的关键科学技术问题。     

镓基液态金属导电油墨及其图形化应用

目的 提出发展液态金属导电油墨的基本途径及其对信息产业发展重要性。方法 从导电油墨的制备方法、液态金属粒子的物理特性、液态金属油墨图形化及其应用展开论述,全面总结液态金属导电油墨的技术现状以及深化对其的认识。结果 液态金属基导电油墨将比目前贵金银基导电油墨的成本低50倍,基于液态金属的导电油墨图形化印刷电子在智能防伪包装、柔性电子、生物医用等领域呈快速发展趋势。结论 镓基液态金属导电油墨及其印刷技术是一个崭新的技术革命,具有重要的研究价值和经济意义。     

交变电磁场下金属熔体的电磁约束连续成形与凝固

论述了连续铸造中模壳材料对铸件性能的影响。在介绍液态金属电磁成形原理的基础上,重点讨论了铝合金和钢铁材料的电磁成形以及存在的问题,并提出了液态金属电磁近终成形技术。利用开发的双频电磁近终成形技术,成功地实现了两种不同频率组合下的电磁成形过程,制备出了复杂弯月截面、复杂形状无模壳电磁成形的样件。     

烧结的高熔点钨合金

钨是一种熔点很高的金属,也是熔点仅次于碳的元素。只有金属的硬质材料,如锆、铪、铌和钽的碳化物,才能胜过钨的熔点。 趁知名的奥地利科学家和发明家克·威斯巴赫一百寿辰之际,如果我们翻阅他后期的作品,那么便会发     

简述人工晶体材料在信息产业发展中的地位

当今世界电子信息产业蓬勃发展,我国的信息产业也以超出国民经济增长率近30个百分点的高增长率,成为国民经济发展的支柱产业。 信息产业的迅猛发展完全得益于电子信息材料生产技术的提高和新功能的开发利用。根据电子信息产业的发展目标,我国将在“十五”期间大力推进以微电子、光电子和新型元器件为核心的、量大面广的电子信息材料的产业化进程,同时加大创新力度,鼓励新材料适度超前研究,增加电子信息材料行业的技术储备,促进行业的技术提升。 作为新材料领域中重要代表——人工晶体材料伴随着信息产业的增长,已具备了极大的市场发展     

跨国公司对中国新材料产业发展的影响及政策建议

新材料一般包括：新能源材料、新型交通运输材料、电子信息材料、生物医用材料、新型化工材料、环保节能材料、生态工程材料等。新材料既是现代高新技术的重要组成部分,又是现代高新技术的基础和先导。新材料产业除了包括新材料本身形成的产业之外,还应包括与之配套的制造技术与装备产业、传统材料技术提升产业、与新材料相关的服务性产业。     

ODS钢中纳米氧化物析出长大机制的研究进展

纳米氧化物弥散强化(Oxide dispersion strengthened, ODS)钢得益于基体中弥散分布的超高数量密度的纳米氧化物粒子，具有优异的综合服役性能，被视为第四代裂变堆包壳以及未来聚变堆包层的优选结构材料。传统制备ODS钢最主要的方法是机械合金化(Mechanical alloying, MA)等先进粉末冶金技术，且对其制备样品中氧化物粒子性质的研究较为深入。由于机械合金化在工程应用上有一定局限性，近年来提出以液态金属(Liquid metal, LM)路线制备ODS钢。目前液态金属路线中的真空熔炼法是最常用也是相对比较成功的方法，但与机械合金化相比仍有一定的差距。本文主要总结了机械合金化制备的ODS钢中纳米氧化物的析出机制、长大行为以及其他元素的添加对其产生的影响等，同时对液态金属路线的工艺进程及真空熔炼法的研究现状进行概述，并对机械合金化未来所需解决的问题和液态金属路线的后续发展、工艺优化等进行了展望，为液态金属路线的后续研究工作提供参考。     

电爆技术用于超细粉制备和表面喷涂的研究进展

论述了电爆技术用于超细粉制备和材料表面喷涂方面的机理、特点及近年来的研究状况.电爆法制粉能量转化率高、工艺参数调整方便、适应材料广,可用于制备金属合金粉,氧化物和氮化物超细粉,所制粉末具有纯度高、化学活性高、不易团聚等优点.电爆喷涂技术有线电爆、粉末柱电爆、定向粉末电爆、金属箔电爆等类型,能得到晶粒细小高致密的涂层,特别适于喷涂高熔点的材料;分析了电爆制粉和电爆喷涂进一步研究的问题.     

金属与粉末冶金

正澳科学家发现神奇液态金属:可自我移动和变形澳大利亚墨尔本RMIT大学的研究人员发现了一种神奇的液态金属,可以让电子元件"自己动起来"。这种液态物质从无毒金属镓合金提炼得到,所制成的导电材料能够自我组装,被用于制造3D显示器或其他复杂的机器元件。研究人员发现,简单改变水的化学成分,液体材料的液滴就发生了移动和变形,无需任何