Жидкие металлы

При обычных температурах большинство металлов находятся в твердом состоянии. Чтобы сделать их жидкими, необходимо расплавить. Единственным природным исключением является ртуть. Остальные жидкие металлы - это искусственные сплавы.

Свойства жидких металлов

свойства жидких металлов

С жидкостями такие металлы роднит вязкость, диффузия и поверхностное натяжение. Однако сжимаемость у них значительно меньше. К тому же, как любой металл, они отражают электромагнитные волны. Плюс к этому, жидкие металлы унаследовали от представителей своей группы высокую тепло - и электропроводность и прочие «металлические» особенности.  

Сочетание хорошей теплопроводности и значительной теплоемкости некоторых жидких металлов нашли для них применение в качестве теплоносителей. К примеру, натрий и калий используются в ядерных реакторах для охлаждения.

Для создания сплавов (с температурой плавления ниже 400 С) используются натрий, калий, олово, цинк, ртуть, галлий и прочие легкоплавкие металлы в различных пропорциях. Основным минусом таких соединений является высокая химическая активность или даже ядовитость, что серьезно сужает сферу их применения.

Но эта сложность была преодолена, и разработаны нетоксичные сплавы, в состав которых входит галлий:

Сплав

Температура плавления (С0)

галлий 95 %, цинк 5 %

25

галлий 82 %, олово 12 %, цинк 6 %

17

галлий 61 %, индий 25 %, олово 13 %, цинк 1 %

3

Применение жидких металлов

применение жидких металлов

Термоинтерфейс, для простоты называемый «термопастой» - это термопроводящее вещество, располагающееся между поверхностью, нуждающейся в охлаждении и устройством, отводящим тепло.

Используются термопасты в радиоэлектронных устройствах, измерительной технике, бытовых компьютерах.

Требования к термопастам предъявляются серьезные. Они должны:

  • иметь минимальное тепловое сопротивление;
  • не изменять консистенции при работе или хранении;
  • сохранять стабильность в рабочем температурном диапазоне;
  • иметь устойчивость к коррозии и окислению;
  • быть негорючими и нетоксичными;
  • легко наноситься и, при необходимости, смываться;
  • в отдельных случаях необходимы еще и хорошие электроизоляционные свойства.

Высокий коэффициент теплопроводности жидких металлов позволяет с успехом их использовать в качестве термопаст.

Жидкий металл вместо термопасты

В компьютерах термопаста применяется для регулирования тепловыделения чипов на печатных платах. Чем мощнее процессор, тем большее тепло он выделяет при работе.

Чтобы избежать перегрева и выхода из строя процессора, поверх него устанавливается кулер - охлаждающий механизм. Между этими устройствами неизбежно возникает воздушная прослойка, которая снижает эффективность отвода тепла. Ликвидировать досадное неудобство как раз и призваны термопасты.

Одним из наиболее прогрессивных теплопроводящих материалов, полностью состоящий из жидких металлов, является продукт, созданный компанией  «Coollaboratory» - Coollaboratory Liquid Pro.

Внешне он напоминает ртуть, но при этом абсолютно нетоксичен. В нем полностью отсутствуют твердые частицы и неметаллические добавки (оксиды, силикон и прочие).

У этого жидкого металла есть только одно неудобство: он разработан специально для высококачественных кулеров из меди и серебра. Алюминий, используемый в дешевых кулерах,  не обладает достаточной устойчивостью при взаимодействии с Coollaboratory Liquid Pro.

Зато к несомненным плюсам нового жидкометаллического термоинтерфейса  относится впечатляющая теплопроводность, в десятки раз превосходящая классические аналоги.