液体金属 _生活百科

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液体金属【液体金属】液体金属是熔点不超过铝熔融温度（660.37℃）的十七种金属的统称。它们分别是汞、铯、镓、铷、钾、钠、铟、锂、锡、铋、铊、镉、铅、锌、锑、镁、铝。还有许多合金在室温甚至在很低的温度时也为液态。如钠钾合金（熔点-12.5℃）。
它们具有高的热导率、良好的比热、低粘度和稳定性。主要用作热传导剂和热处理剂。
基本介绍中文名：液体金属
外文名：Liquid metal
定义：熔点不超过铝熔融温度的金属
特点：高热导率，低粘度和稳定性等
套用：热传导剂和热处理剂
金属种类：汞、铯、镓、铷、钾、钠等
套用学科：冶金工程
液体金属脆液体金属脆的概念当金属构件与液体金属接触时，由于液体金属的作用，构件往往会发生延迟断裂，称为液体金属脆断（LMIC）。液体金属往往都是那些低熔点金属，如锌、镉、钠和锂等。在不太高的温度下，它们既能熔化成液体和气化成金属气体。当金属构件暴露在熔化了的金属中时，由于渗透作用，这些低熔点金属即可向金属构件内部沿晶界扩散，因而弱化了晶界，造成金属材料的低应力脆断。当构件承受较大的应力时，断裂可能立即发生。但是当构件受力较小时（低于材料的屈服强度），则要经过一定的孕育期后才会发生。发生LMIC的温度，不一定要超过这些低熔点金属的熔点。例如，AISl4340钢或200B马氏体钢的缺口试样，暴露在镉中，当温度在230℃时就可能发生LMIC，而这一温度还低于镉的熔点（231℃）。产生液体金属脆的条件金属构件与液体金属长期接触，就可能产生LMIC，但并不是所有固体一液体接触都会产生。产生LMIC一般应具备以下条件：（1）它们之间不能形成稳定的高熔点金属间化合物。（2）它们之间没有较大的溶解度。（3）固体金属必须与液体金属接触，建立固体一液体金属间的真正接触面，以浸湿固体金属，但接触面不一定要很大。液体金属脆的特点（1）液体金属引起的脆断，明显降低材料的断裂强度和总的伸长率。例如，低碳钢由于锂引起的LMIC，其伸长率仅为2%～3% 。（2）LMIC往往是沿晶断裂，但在裂纹传播过程中，也可能出现部分穿晶断裂。当应力状态为拉应力时，断面常和应力轴垂直。（3）材料的强度越高，对LMIC越敏感。（4）单相金属的晶粒度，对LMIC的断裂应力有明显影响。品粒越粗大，断裂应力越低。常见工程材料的液体金属脆断工程上常用的金属材料如碳钢、不鏽钢、低合金钢、铝、铜、钛、镍等，与液体金属接触而产生LMIC的敏感性是不同的。大致有下面的规律：（1）碳钢和低合金钢对许多液体金属引起脆断是敏感的。在温度为260～815℃之间，镉、黄铜、青铜、铜、锌、铟、锂都可能使其产生LMIC 。（2）不鏽钢在一般情况下不发生LMIC 。（3）铝和铝合金可被液体镓、钠、锡脆化。（4）黄铜、青铜对水银所引起的脆化特别敏感。在黄铜、青铜中加入锡或钠，可降低由于水银而引起的脆性。黄铜、青铜还可能被锡、铅脆化。（5）镁合金对LMIC不太敏感，只有钠和锌才能使它们产生脆化。（6）钛和钛合金承受应力时，水银可能引起它的脆化，熔融的镉也能引起钛脆化。液体金属的流动凝固过程中的液体流动主要包括自然对流、强迫对流及其传输过程中引起的流动。液体流动对结晶组织、溶质分配、偏析、夹杂物的聚合等都有影响。自然对流（1）浮力流浮力流是最基本最普遍的对流方式。液态金属在铸型中冷却和凝固过程中，由于各处温度不同（温差）造成热膨胀的差异，以及液体各处成分不均匀（浓度差）等原因引起的密度不同而产生浮力，是重力场中产生对流的驱动力。当浮力大于液体的粘滞力时，则产生对流。温差和浓度差造成的对流，其强度可用无量纲的格拉索夫準则度量。由格拉索夫準则可得：运动粘度愈大，对流强度愈小。此外，由于已凝固的晶体与液体的密度不同，以及由于凝固收缩形成的压力差等原因造成的液体流动也都受粘度的影响。（2）枝晶间中液体的流动所谓“在枝晶间的流动”指的是在糊状区中的补缩流。枝晶间的距离一般在10