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Une chose intéressante que vous pouvez faire immédiatement avec les alliages de métal liquide est de fabriquer votre propre miroir. Il suffit d'un morceau de verre et d'un coton-tige. Un coton-tige est plongé dans un flacon puis mis en rotation pour le recouvrir d'un alliage de métal liquide. Essuyez maintenant le coton-tige enduit sur le verre (sur la photo, nous utilisons une lame de microscope en verre). Le métal adhère au verre, formant un revêtement réfléchissant opaque.Des choses plus intéressantesLe métal liquide peut faire beaucoup de choses:Faire un thermomètreFaire un baromètreFaire un sismographe inclinomètreRendre les objets non conducteurs conducteursAdapter les électrodes à différentes surfacesExpérience magnétohydrodynamiqueSwing avec électricité haute fréquenceUtilisez-le pour conduire des sons de haute énergieRemplacer le mercure dans les miroirs en rotation du télescopeSi une surface brillante est nécessaire, une solution diluée d’acide chlorhydrique peut être placée sur la surface ou un revêtement d’huile minérale de couleur claire peut être utilisé. Les deux empêchent le métal de s'oxyder lentement au fil du temps.Comment ça se passe?Le gallium est un élément (numéro atomique 31, directement au-dessous de l'aluminium et directement à la droite du zinc dans le tableau périodique des facteurs). Le point de fusion au début est déjà très bas, mais nous pouvons ajouter d'autres éléments pour obtenir un point de fusion plus bas.Immédiatement au-dessous du gallium dans le tableau périodique se trouve l'indium (élément 49). À droite de l'indium se trouve l'étain (élément 50).Lorsque ces éléments sont combinés, leurs atomes sont combinés en un composé. Les molécules du composé ne sont pas liées les unes aux autres dans la mesure où les atomes de métal d'origine sont liés les uns aux autres. Cela réduit le point de fusion.Il existe plusieurs façons de combiner les trois métaux: Le point de fusion de chaque combinaison est légèrement différent. Selon vous, lequel a le point de fusion le plus bas? Cela peut être une bonne expérience de compétition scientifique.Un mélange de 76% de gallium et de 24% d'indium fond à 16 degrés Celsius (61 degrés Fahrenheit). Le gallium et cette combinaison peuvent être sous-refroidis. Cela signifie qu'une fois fondus, ils peuvent rester liquides même s'ils sont refroidis bien en dessous du point de fusion. Finalement, un petit cristal se formera et le processus de durcissement de la totalité du lot commencera, mais une petite quantité peut rester trop froide pendant un certain temps.Les alliages de gallium et d'indium sont plus réfléchissants et moins denses que le mercure. Ils sont donc à l'étude pour être remplacés par le mercure dans les miroirs liquides en rotation de télescopes astronomiques.
Galinstan est un nom commercial et un nom usuel pour les alliages de métaux liquides et sa composition fait partie d'une famille d'alliages eutectiques composés principalement de gallium, d'indium et d'étain. Ces alliages eutectiques sont liquides à la température ambiante et fondent habituellement à + 11 ° C (52 ° F), tandis que le Galinstan du commerce fond à -19 ° C (-2 ° F).Des exemples de mélanges eutectiques typiques sont 68% Ga, 22% In et 10% Sn (en poids), bien que le rapport se situe entre 62% et 95% Ga, 5-22% In, 0-16% Sn (en poids). ) Entre les eutectiques restants, la composition exacte du produit commercial "Galinstan" n'a pas été révélée.En raison de la faible toxicité et de la faible réactivité des métaux qui le composent, Galinstein peut remplacer de nombreuses applications utilisant auparavant du mercure liquide toxique ou du NaK actif (alliage sodium-potassium).Propriétés physiques· Point d'ébullition:> 1300 ° C· Point de fusion: −19 ° C· Pression de vapeur:
Les métaux liquides, tels que les alliages de bismuth, de gallium et d'indium, peuvent offrir à la fois une faible résistance interfaciale et une conductivité électrique élevée. Plusieurs alliages de gallium avec des points de fusion extrêmement bas sont également considérés comme des matériaux d'interface métal liquide potentiels. Les performances thermiques de cette interface seront d'un ordre de grandeur supérieur à celui de nombreux adhésifs couramment utilisés.En tant que matériau d'interface thermique, l'alliage LMA présente une excellente conductivité thermique en raison de son excellente mouillabilité de surface, de sa conductivité thermique élevée et de sa faible résistance de contact. La possibilité de réusinage, la facilité de manipulation et le manque de mûrissement le rendent attrayant dans les environnements à grands volumes. En adoptant une approche multidisciplinaire du défi, il est possible d’atténuer les différents mécanismes d’échec qui ont affecté les produits LMA passés et actuels.Les métaux liquides sont très fluides. La structure solide ou la phase suggérée pour une utilisation à l’interface thermique résout le problème de base du maintien du LMA intact pendant son utilisation. Ces structures augmentent la surface de contact avec le LMA dans l'interface thermique. Tant que l'énergie totale de l'interface solide-liquide est inférieure à l'énergie d'interface de l'interface liquide-gaz et de l'interface solide-gaz qu'elle remplace, le LMA minimisera son énergie de surface en mouillant la surface à l'intérieur de l'interface. Si le LMA est identique à la surface mouillable utilisée sous la filière, le LMA peut encore mouiller la surface adjacente à l'interface thermique, en particulier si des forces supplémentaires sont appliquées. Les asymétries de choc, de vibration et de CTE entre le LMA et les autres composants peuvent créer des forces supplémentaires. Une fois que le LMA a mouillé une surface proche de l'interface thermique mais en dehors de celle-ci, on peut penser que, lorsque des forces extérieures agissent, seule la tension superficielle la maintiendra à l'intérieur de l'interface. D'autres ont proposé des solutions à ce problème, qui incluent des joints et des charges ou des composants non eutectiques (visqueux) du LMA pour augmenter sa viscosité. Nous avons constaté qu'en modifiant simplement la surface autour de l'interface thermique pour que le LMA ne soit pas mouillé, il suffit d'inclure le LMA dans l'interface lors des chocs, des vibrations et des cycles de température. Il est concevable que si un excès de LMA est incorporé au cours du processus d'assemblage, ce dernier peut éventuellement flotter dans les airs en raison de chocs ou de vibrations. Par conséquent, le LMA TIM doit être déployé dans une cavité fermée où il n'y a aucun risque de court-circuit ou de réaction indésirable avec d'autres métaux.
