一种低熔点合金及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及合金技术，尤其涉及一种低恪点合金及其制备方法。
【背景技术】
[0002] 目前工业上常用的低熔点合金主要为铋基合金，铋基合金主要用于模具材料领 域，其熔点范围约处于47°C到145°C之间，如常用的伍德合金(Bi5QPb25Sn12.5Cd12.5,熔点70 °C)和利波韦茨合金(Bi5QPb27Sn13Cd1Q，熔点70°C)等。然而，由于铋基合金中当铋含量低于 45wt. %时凝固时体积收缩，而高于45wt. %时凝固时体积不变，所以这些合金的铋含量都 较高，因此尽管合金的熔点较低，但由于强度相对较高，所以无法像橡皮泥一样在室温时任 意变形。
[0003]工业上使用的橡皮泥也称之为高级彩色泥土，主要成分为各种有机物或者无机物 等，尽管可以在室温时任意变形，但由于不能导电，因此不满足需要使用导电橡皮泥材料的 领域。因此，要开发具有导电性能的橡皮泥材料，低熔点合金无疑是很好的选择。
[0004]所以，亟待一种室温条件下：能导电、可任意变形的类橡皮泥低熔点合金。
【发明内容】
[0005]本发明的目的在于，针对上述室温下能任意变形的低熔点合金处于空白的问题， 提出一种低熔点合金，该合金在室温环境下具有与橡皮泥相似的任意变形的性能，同时还 具有低熔点和高导电特性。
[0006]为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种低熔点合金，通式为 GaInxSnyCdzMt，其中Μ选自Pb和/或Zn;0 · 5<x<2.5,0.5<y<2.5，l<z<3，l<t<3。
[0007] 进一步地，所述通式中1 <X< 2,更优选为1 <X< 1.5。
[0008] 进一步地，所述通式中1 <y< 2,更优选为1 <y< 1.5。
[0009] 进一步地，所述通式中1 <z<2.5,更优选为1 <z<2.1。
[0010] 进一步地，所述通式中1 <t< 2.5。
[0011] 本发明的另一个目的还公开了所述低熔点合金的制备方法，包括以下步骤:将Ga、 111、511、0(1、？13和/或211混合后采用高频感应炉真空熔炼，获得低熔点合金。
[0012] 进一步地，所述6&、1]1、311、0(1、？13、211皆选用纯度为99￥1:%以上的工业级原料。
[0013]进一步地，所述高频感应炉真空熔炼包括以下步骤:熔配合金时，将原料Cd和Zn放 在最下面，将原料6&、111、311、？13和/或211放在最上面，高频感应炉抽真空至真空度至1(^-10 一 3Pa数量级时，优选为5X10_3Pa时，反冲氩气-0.05至-0.03Pa，优选为-0.05Pa，开始熔炼， 熔炼温度约为425摄氏度，熔炼时间为约1分钟，各金属在高频感应炉中真空熔炼至完全熔 化后即可得混合均匀的低熔点合金。本发明将沸点较低的易挥发原料Cd和Zn放在最下面， 将沸点较高的原料Ga、In、Sn、Pb放在最上面，以减少熔炼时由挥发造成的质量损失。
[0014]本发明低熔点合金配方科学、合理，其制备方法简单、易行，与现有技术相比较具 有以下优点：
[0015] 1、本发明低熔点合金包含了特定的元素选择和组配，其中元素Ga、In、Sn熔点较 低，加入后能有效降低合金熔点和增加合金粘度;元素311、0(1、？13、211熔点低且塑性很好，加 入能有效提高合金的流动性和塑性；
[0016] 2、本发明低熔点合金在室温时具有特殊的物理形态，能像橡皮泥一样任意变形， 且具有优良的导电性能；
[0017] 3、本发明低熔点合金在开水中即可发生部分合金相融化，转变为粘稠液态，甚至 在室温下经过较长时间变形也可导致部分合金相融化，从而转变为粘稠态；
[0018] 4、本发明低熔点合金中各金属元素易取、易得，均选用纯度为99wt%以上的工业 级纯原料;其制备方法简单、易行，采用高频感应真空熔炼即可得到室温时可任意变形的低 恪点合金。
【附图说明】
[0019] 图1为室温下实施例1低熔点合金的50倍光镜显微组织图片；
[0020]图2为室温下实施例1低熔点合金的100倍扫描电镜显微组织图片；
[0021]图3为室温下实施例1低熔点合金的500倍扫描电镜显微组织图片；
[0022]图4为实施例1低熔点合金的XRD衍射分析图谱；
[0023]图5为实施例1低熔点合金的DSC曲线；
[0024]图6为室温下实施例2低熔点合金的1000倍扫描电镜显微组织图片；
[0025]图7为实施例2低熔点合金的DSC曲线；
[0026]图8为室温下实施例3低熔点合金的1000倍扫描电镜显微组织图片；
[0027]图9为实施例3低熔点合金的DSC曲线。
【具体实施方式】
[0028] 以下结合实施例对本发明进一步说明：
[0029] 实施例1
[0030] 本实施例公开了一种Ga-In-Sn-Cd-Zn类橡皮泥低熔点合金，其通式为 GaInSnCdi.5Zn〇
[0031 ] 6&1]1511〇(11.5211合金的制备方法如下：按照设计的摩尔比称取63、111、511工(1和211原 料，其中6&、111、511工(1、211皆选用纯度为99的％以上的工业级纯原料，然后采用真空高频感 应炉真空熔炼。熔炼合金时，将沸点较低的易挥发原料Cd和Zn原料放在最下面，沸点较高 Ga、In和Sn原料放在最上面，以减少熔炼时的挥发。当高频感应炉抽真空至真空度为5Χ10- 3Pa时，反冲氩气至真空计读数为-0.05至-0.03Pa后即可进行熔炼;熔炼温度约为425摄氏 度，熔炼时间为约1分钟，各金属在高频感应炉中真空熔炼至完全熔化后即可得混合均匀的 低恪点合金，获得室温下可任意变形的GaInSnCdi.5Zn低恪点合金。
[0032] 本实施例室温下可任意变形的GalnSnCcU.sZn低熔点合金的的50倍光学显微镜组 织图片和变形后放大100倍和500倍扫描电镜组织图片分别如图1和图2、图3可见，图4为 GalnSnCcU. 5Zn低熔点合金的XRD衍射图谱。从图1中可以看出合金为多相组织的混合物，晶 粒细小，组织均匀。从图2、图3中也可以看出合金的多相组织特征，且变形后的合金具有类 似河流流动的花样，表明合金的变形是一种粘性流动变形。结合能谱图、背散射图谱和XRD 衍射图谱，发现合金中共含有四相，分别为Cd基和Zn基端际固溶体、In〇.2SnQ.8相和一种主要 由Ga、In、Sn三种元素组成的固溶体