Galinstan - Galinstan

Galinstan je značka pro a eutektický slitina složen z galium, indium, a cín který taje při -19 ° C (-2 ° F) a je tedy kapalný při pokojové teplotě.[1] Volněji se galistan používá také jako běžný název pro různé podobné slitiny, které se obvykle taví při +11 ° C (52 ° F).

Galinstan se skládá z 68,5% Ga, 21,5% Dovnitř a 10,0% Sn (podle hmotnosti).[2]

Vzhledem k nízké toxicitě a nízké reaktivitě jeho kovových složek, v mnoha aplikacích, galinstan nahradil toxickou kapalinu rtuť nebo reaktivní NaK (sodík –draslík slitina).

název

Název „Galinstan“ je a portmanteau z gallium, vdium a stančíslo (latinský pro „cín“).

Název značky „Galinstan“ je a registrovaná ochranná známka z Němec společnost Geratherm Medical AG.

Fyzikální vlastnosti

Galinstan z rozbitého teploměru, který snadno smáčí sklenici

Galinstan má tendenci mokrý a dodržují mnoho materiálů, včetně skla, což omezuje jeho použití ve srovnání se rtutí.

Použití

Netoxický galinstan nahrazuje rtuť teploměry; vnitřek trubky musí být potažen oxid gália zabránit tomu smáčení sklo.

Galinstan má vyšší odrazivost a nižší hustotu než rtuť. v astronomie, může nahradit rtuť v dalekohledy s kapalným zrcadlem.[9]

Galinstan lze použít jako a tepelné rozhraní pro chlazení hardwaru počítače, ale jeho vysoké náklady a agresivní korozivní vlastnosti omezit jeho použití - to koroduje mnoho dalších kovů jako např hliník jejich rozpuštěním. Je také elektricky vodivý, a proto musí být aplikován opatrněji než nevodivé sloučeniny. Dva příklady jsou Thermal Grizzly Conductonaut a Coolaboratory Liquid Ultra s tepelnou vodivostí 73, respektive 38,4 W / mK.[10][11] Musí být pečlivě nanášeny špičkou Q (na rozdíl od běžných tepelných směsí, kde není nutné ruční rozmetání) a nelze je použít na hliníkové chladiče. V srpnu 2020 Sony Interactive Entertainment patentováno řešení tepelného rozhraní na bázi galinstanu vhodné pro hromadnou výrobu,[12] pro použití na PlayStation 5.

Galinstan je obtížné použít k chlazení na základě štěpení jaderné reaktory, protože indium má vysokou absorpční průřez pro tepelné neutrony, účinně je absorbovat a inhibovat štěpnou reakci. Naopak se zkoumá jako možné chladivo pro fúzní reaktory. Díky své nereaktivitě je bezpečnější než jiné tekuté kovy, jako je lithium a rtuť.[13]

Rentgenové zařízení

Zdroje extrémně vysoké intenzity rentgenových paprsků 9,25 keV (linie K-alfa galia) pro rentgenovou fázovou mikroskopii fixované tkáně (jako je mozek myši), z ohniska přibližně 10 μm × 10 μm a 3-D voxelů asi jednoho kubického mikrometru, lze získat rentgenovým zdrojem, který používá galinstanovou anodu z tekutého kovu.[14] Kov proudí z trysky dolů vysokou rychlostí a zdroj elektronů s vysokou intenzitou je na něj zaměřen. Rychlý tok kovu nese proud, ale fyzický tok brání velkému zahřívání anody (kvůli odvodu tepla s nuceným konvekčním účinkem) a vysoký bod varu galinstanu inhibuje odpařování anody.[15]

Viz také

Reference

  1. ^ Surmann, P; Zeyat, H (listopad 2005). "Voltametrická analýza s použitím samonastavitelné nertuťové elektrody". Analytická a bioanalytická chemie. 383 (6): 1009–1013. doi:10.1007 / s00216-005-0069-7. PMID  16228199.
  2. ^ Liu, Jing (2018-07-14). „Příprava a charakterizace ch 5 funkčních tekutých kovových materiálů“. Biomateriály z tekutých kovů: principy a aplikace. Yi, Liting. Singapur. str. 96. ISBN  9789811056079. OCLC  1044746336.
  3. ^ ZHANG (2019). "Charakterizace triboelektrických nanogenerátorů". Flexibilní a roztažitelná triboelektrická nanogenerátorová zařízení - směrem k samočinným ... systémům. WILEY. str. 70. ISBN  978-3527345724. OCLC  1031449827.
  4. ^ A b „Experimentální výzkum elektromagnetických nestabilit volných povrchů v kapce tekutého kovu“ (PDF). International Scientific Colloquium Modeling for Electromagnetic Processing, Hannover. 24. - 26. března 2003. Citováno 2009-08-08.
  5. ^ Liu, Tingyi; Kim, Chang-Jin "CJ" (2012). "Charakterizace netoxické slitiny tekutého kovu Galinstan pro aplikace v mikrozařízeních". Časopis mikroelektromechanických systémů. 21 (2): 448. CiteSeerX  10.1.1.703.4444. doi:10.1109 / JMEMS.2011.2174421.
  6. ^ Jeong, Seung Hee; Hagman, Anton; Hjort, Klas; Jobs, Magnus; Sundqvist, Johan; Wu, Zhigang (2012). "Tisk z tekuté slitiny mikrofluidní roztažitelné elektroniky". Laboratoř na čipu. 12 (22): 4657–64. doi:10.1039 / c2lc40628d. ISSN  1473-0197. PMID  23038427.
  7. ^ Handschuh-Wang, Stephan; Chen, Yuzhen; Zhu, Lifei; Zhou, Xuechang (2018-06-20). „Analýza a transformace rozhraní kapalných kovů při pokojové teplotě - bližší pohled na napětí mezi povrchy“. ChemPhysChem. 19 (13): 1584–1592. doi:10.1002 / cphc.201800559. ISSN  1439-4235.
  8. ^ Hodes, Marc; Zhang, Rui; Steigerwalt Lam, Lisa; Wilcoxon, Ross; Lower, Nate (2014). „O potenciálu chlazení minikanálem a minigapem na bázi Galinstan“. Transakce IEEE na komponenty, obaly a výrobní technologie. 4 (1): 46–56. doi:10,1109 / tcpmt.2013.2274699. ISSN  2156-3950.
  9. ^ Ročenka minerálů Kovy a minerály 2010 Svazek I. Vládní tiskárna. 2010. str. 48.4. Výňatek ze strany 48.4
  10. ^ „Řešení pro vysoce výkonné chlazení Thermal Grizzly - Conductonaut“. Termální Grizzly. Citováno 2019-12-18.
  11. ^ Wallossek 2013-10-21T06: 00: 01Z, Igor. „Porovnání tepelné pasty, část druhá: Testováno 39 produktů“. Tomův hardware. Citováno 2019-12-18.
  12. ^ „WIPO Patentscope:„ WO2020162417 - Elektronické zařízení, polovodičové zařízení, izolační fólie a způsob výroby polovodičového zařízení “. Citováno 2020-10-24.
  13. ^ Lee C. Cadwallader (2003). „Bezpečnost galiia v laboratoři“ (předtisk). Citovat deník vyžaduje | deník = (Pomoc)
  14. ^ Hemberg, O .; Otendal, M .; Hertz, H. M. (2003). „Kapalný kov-trysková anoda, zdroj rentgenového záření dopadajícího na elektrony“. Appl. Phys. Lett. 83: 1483. doi:10.1063/1.1602157.
  15. ^ Töpperwien, M .; et al. (2017). „Trojrozměrná cytoarchitektura mozkového mozku odhalena laboratorní rentgenovou fázovou kontrastní tomografií“. Sci. Rep. 7: 42847. doi:10.1038 / srep42847.

Zdroje

  • Scharmann, F .; Cherkashinin, G .; Breternitz, V .; Knedlik, Ch .; Hartung, G .; Weber, Th .; Schaefer, J. A. (2004). "Viskozitní účinek na GaInSn studován XPS". Analýza povrchu a rozhraní. 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 Gallium-Indium (EGaIn): A Liquid Metal Alloy for the Formation of Stable Structures in Microchannels at Room Temperature“. Pokročilé funkční materiály. 18 (7): 1097. doi:10.1002 / adfm.200701216.