自封装液态金属笔及制作方法与流程

本发明涉及材料工程领域，具体地说，涉及一种新型的自封装液态金属笔及制作方法。

背景技术：

液态金属可以通过特殊的笔书写在PVC(聚氯乙烯)表面，从而形成可以书写的电路。然而由于液态金属的特殊浸润性，不能够浸润很多表面，为此需要对其进行改性，以方便实际工业应用。

技术实现要素：

本发明的针对液态金属和多种基底之间相容性差，导致不能在多种基底表面实现书写的问题，提供了一种新型的可以在多种基底表面或壁面实现书写，同时边封装的液态金属笔及制作方法。

为了实现本发明目的，本发明首先提供一种液态金属芯材，所述笔芯的材质为镓铟合金、镓铟锡合金或铋铟锡合金，其粘稠度为500-650Pa.s(约578Pa.s)。

所述镓铟合金中镓的质量百分比为75.5％-90％、铟的质量百分比为10％-24.5％；所述镓铟锡合金中镓的质量百分比≥75.5％、铟的质量百分比为10％-24.5％、锡的质量百分比≤5％；所述铋铟锡合金中铋的质量百分比≥75.5％、铟的质量百分比为10％-24.5％、锡的质量百分比≤5％。

本发明还提供所述液态金属芯材的制备方法，将液态的镓铟合金、镓铟锡合金或铋铟锡合金进行磁力搅拌3-6小时，搅拌速度为200-500r/min，使液态合金从流动状态转变成膏状(即液态金属部分氧化，合金中氧化物含量不超过10％)。

本发明还提供一种自封装液态金属笔，其是以上述液态金属芯材 作为笔芯，高分子柔性材料作为消耗型外壳笔杆的书写笔。

所述高分子柔性材料包括蜡、油脂(动物脂肪)等。

本发明进一步提供所述自封装液态金属笔的制作方法，将所述液态金属芯材挤压或注入到(采用流注法)中空笔杆的内部。

将液态金属芯材注射到中空的蜡笔或油脂等固体高分子材料中间，在书写过程中消耗了外部材料，同时将液态金属书写在了任意基底表面或壁面。书写过程中，蜡笔材料或其它封装材料，会覆盖在液态金属表面，实现了边写边封装的过程。也可以采用不同色彩的蜡质外壳，从而实现彩色液态金属书写和封装。

本发明通过对液态金属进行改性，使液态金属由液态变成了膏状，方便了实际工业应用。在书写过程，可以实现边书写，边封装，省略了额外的封装过程，降低了生产成本。

本发明提供的自封装液态金属笔具有以下优点：

(一)本发明提供了一种简单、低成本的自封装液态金属书写笔。

(二)本发明解决了液态金属在纸表面不能够流利书写的问题，实现了快速书写。

(三)本发明可以实现在打印纸表面快速书写，而且实现了边书写边封装过程，高分子柔性材料(例如蜡笔材料)覆盖在液态金属线表面，有效防止了液态金属的进一步氧化。

(四)本发明自封装液态金属笔的制作过程简单，为大规模生产提供了基础。

附图说明

图1为本发明实施例1中膏状液态金属示意图。

图2为本发明实施例1中自封装液态金属书写蜡笔的制作过程示意图。

图3为本发明实施例1中蜡笔在灌装液态金属的前(a和b)、后状态(c)和书写状态(d)示意图。

图4为本发明实施例3中自封装液态金属笔的切面及正面示意图。

具体实施方式

以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。若未特别指明，实施例中所用的技术手段为本领域技术人员所熟知的常规手段，所用原料均为市售商品。

实施例1自封装液态金属笔的制作

1、取20ml液态金属(镓的质量百分比为75.5％、铟的质量百分比为24.5％)放入烧杯中，通过磁力搅拌3-6小时，搅拌速度为500r/min，使液态金属部分氧化，从流动状态转变成膏状，其粘稠度约为578Pa.s。

2、取一支蜡笔，通过电钻将其中间打通，为液态金属的灌装做准备。

3、采用流注法，通过注射器将膏状的液态金属注射进蜡笔中心，形成自封装液态金属笔。

4、通过在纸表面书写，液态金属在蜡笔留下的痕迹中间位置，有效防止了液态金属的进一步氧化，从而实现了边书写边封装。

图1为实施例1中膏状液态金属示意图。

图2为实施例1中自封装液态金属书写蜡笔的制作过程示意图。

图3为实施例1中蜡笔在灌装液态金属的前(a和b)、后状态(c)和书写状态(d)示意图。

实施例2自封装液态金属笔的制作

1、取20ml液态金属(镓的质量百分比为75.5％、铟的质量百分比为19.5％、锡质量百分比为5％)放入烧杯中，通过磁力搅拌3-6小时,搅拌速度为400r/min，使液态金属部分氧化，从流动状态转变成膏状，其粘稠度约为525Pa.s。

2、取一支蜡笔，通过电钻将其中间打通，为液态金属的灌装做准备。

3、通过注射器，将膏状的液态金属注射进蜡笔中心，形成自封装液态金属笔。

4、通过在纸表面书写，液态金属在蜡笔留下的痕迹中间位置，有效防止了液态金属的进一步氧化，从而实现了边书写边封装。

实施例3自封装液态金属笔的制作

1、取20ml液态金属(铋的质量百分比为75％、铟的质量百分比为24％、锡的质量百分比为1％)放入烧杯中，通过磁力搅拌3-6小时，搅拌速度为200r/min，使液态金属部分氧化，从流动状态转变成膏状，其粘稠度约为600Pa.s。

2、取一支蜡烛，通过加热使其变成粘稠状物质，为自封装液态金属笔的制作做准备。

3、通过挤压和加热装置，将膏状的液态金属挤压成条柱状，再将液态蜡压制成凹槽状，液态金属放置在中间，于80℃压实，形成自封装液态金属笔(图4)。

4、通过在纸表面书写，液态金属在蜡笔留下的痕迹中间位置，有效防止了液态金属的进一步氧化，从而实现了边书写边封装。

虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施方案对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。