尚待完善,镓基液态金属如何检测?可以看看这些建议

2022-07-18 | 新闻资讯 作者:小编

施瓦辛格的终结系列不知道大家有没有看过, 相信里面让人深刻的不仅是节凑紧凑的剧情、时间旅行的悖论、责任与爱的个人英雄主义,而且更为令电影增光添彩的,无疑是反派液态金属机器人不死不灭、扣人心弦的视觉特效。那么现实里,液态金属真实存在嘛?



答案无疑是肯定的。目前,液态金属已经被应用的领域有工业制造、精密机械、航空航天、3D打印、军工国防、生物医疗、教育与文化创意等方面,做成的产品有热关节、热界面材料、导电线圈及电子墨水等,尤其是由液态金属制作的骨科外固定支具“外骨骼”,可以顶替传统石膏,用于颈椎、肩关节、腰椎、指骨等许多部位骨折后的固定。



相比传统石膏固定,“液态金属外骨骼”克服了石膏材料笨重、易折断、不透气、易引起皮肤干痒等缺点,不仅固定和支撑作用好,而且轻巧便捷、低温塑形、贴合度高、舒适透气、穿戴方便,特别是它能多次软化塑形、重复使用,避免传统采用打石膏固定的患者在换药或特殊检查时需破坏性拆除,并再次或多次打石膏固定的问题,降低了患者的使用成本。



说起液态金属,相信很多人的第一反应应该联想到的是水银(汞),但是水银有毒,这也是人尽皆知的秘密。液态汞应用在工业机械、电子散热尚可,倘若是应用在生物医疗,显然不靠谱。其实除了汞,液态金属还有铯、镓、铷、钾、钠、铟、锂、锡、铋、铊、镉、铅、锌、锑、镁、铝共十七种金属元素。这些金属统一的特点就是熔点不超过660.37℃的铝熔融温度。当然部分合金材料也在室温或低温条件下也呈液体性状,比如钠钾合金 。



目前有关液态金属,目前公认的环保绿色、无毒无害、使用安全,当属镓基液态金属。镓基液态金属目前已知的矿产储存量少,所以作为液态金属商品,价格较为贵。作为新兴材料,镓基液态金属检测的国家标准为GB/T 39859-2021 ,该标准是在去年刚刚制定并发布实施。下面我们就该标准中对镓基液态金属的检测指标,为大家详细介绍一下。


1.分类

GB/T 39859-2021以熔融温度为依据,将镓基液态金属分成了五大类,具体分类要求如下:

产品分类要求

2.外观

对于镓基液态金属的外观质量检测要求,GB/T 39859-2021规定其应该为银白色液态、浅灰色膏状固液混合体、浅灰色固体三种形态,产品表面质量检测要求应该为洁净有光泽,不能有明显色差,类似灰尘、油污等异物也不允许存在。



3.物理性能

镓基液态金属的物理性能检测方面,GB/T 39859-2021只对导热系数和导电率两个指标做了明确要求,其他物理性能参数,如密度、表面张力、粘度、比热容、熔化焓等指标,可由供需双方协商确认。导热系数和导电率指标要求如下图:

导热系数和电导率指标要求

其实,熔化焓、密度、表面张力、粘度等物理性能也都是液态金属的重要参数,但是这些参数根据需求方对产品应用设计的用途不同,其指标要求也呈多样化的需求,所以,GB/T 39859-2021没有对这些指标进行明确的具体量值的参数要求,但是供货方也要在产品质量证明书中提供性能数据,严格按照需求方的要求来生产。


4.检测方法

镓基液态金属的外观质量检测,目测即可。物理性能检测方法参考下图给出的依据来检测。

物理性能测试方法参考

从上图,我们可以看出里面并没有密度和电导率的测定方法依据, 这主要是当时标准制定时,液态金属的标准体系不完善,这两个指标的检测方法标准正在起草调研制定当中。这不,随后GB/T 41079.1-2021《液态金属物理性能测定方法 第1部分:密度的测定 》就发布实施了。但是《液态金属物理性能测定方法 第2部分:电导率的测定》却没有制定完成。不过在GB/T 39859-2021附录中,也给出了两个指标相关检测方法的介绍,大家可先参考附录中的方法检测。


这里还是要说明的是,图表中给出的检测方法标准依据仅供参考。这里给出的参考标准,只是在方法原理上可用于液态金属的测定,但仍存在适用性问题。量体裁衣制定的具体检测方法标准,国家已经在制定当中,据德检小编了解,比如 《镓基液态金属化学分析方法 第1部分:铅、镉、汞、砷含量的测定 电感耦合等离子体质谱法》已经起草完成,并完成了征求意见阶段,得到了批准,即将择日发布,相信不久的将来,相关的指标检测方法标准都会一一发布的,我们且拭目以待吧。



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