一种可塑导电连接件的制作方法

本发明属于导电线缆技术领域，尤其涉及一种可塑导电连接件。

背景技术

目前的导电连接件如导线、电线、电缆等均可实现弯曲弯折，从而改变其部署轨迹，但其变形容易受到外力的影响，从而再次变形，如果要维持其形变状态，就需要额外给导电连接件设置定型结构。因此，现有技术中缺乏一种不易受到外力影响、不需额外定型结构的导电连接件。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明的一个目的是提出一种可塑导电连接件,以解决现有技术中导电连接件无法在塑型后自行稳定维持的问题。

在一些说明性实施例中，所述可塑导电连接件，包括：具有管状空腔的弹性体；填充在所述管状空腔内的导电介质；其中，所述导电介质为熔点在30摄氏度以下的低熔点金属与熔点在1000摄氏度以上的金属粉末经过球磨处理后、含有所述低熔点金属与所述金属粉末的合金反应物的混合物；封堵所述管状空腔的两个腔口的导电接驳件。

在一些可选地实施例中，所述熔点在30摄氏度以下的低熔点金属包括镓单质和/或镓基合金；所述熔点在1000摄氏度以上的金属粉末包括铁粉和/或镍粉。

在一些可选地实施例中，所述金属粉末的质量分数为10％-50％。

在一些可选地实施例中，所述球磨处理的球磨转速为600–2000转/分钟时，球磨时间在20分钟–5小时。

在一些可选地实施例中，在室温下，将所述导电介质填充到所述弹性体的管状空腔时，所述导电介质主要呈粘稠状。

在一些可选地实施例中，在室温下，所述导电连接件填充完成后的一段时间内，所述导电介质主要呈固态。

在一些可选地实施例中，所述导电介质的固化时间在2–24小时。

在一些可选地实施例中，所述可塑导电连接件，还包括：贴附在所述弹性体两端的截面定型硬胶；所述截面定型硬胶具有与所述弹性体的管状空腔位置的对应的通孔，所述导电接驳件设置在所述通孔中，且与所述导电介质接触连接。

与现有技术相比，本发明具有如下优势：

本发明中的导电连接件利用室温自固化的导电填料，可使导电连接件塑形成目标形状后，固化该形状，且稳定保持，固化后不易受到外力影响，也无需额外设置定型结构。

附图说明

图1是本发明实施例中的可塑导电连接件的结构示意图；

图2是本发明实施例中的可塑导电连接件的结构示意图。

具体实施方式

以下描述和附图充分地示出本发明的具体实施方案，以使本领域的技术人员能够实践它们。其他实施方案可以包括结构的、逻辑的、电气的、过程的以及其他的改变。实施例仅代表可能的变化。除非明确要求，否则单独的部件和功能是可选的，并且操作的顺序可以变化。一些实施方案的部分和特征可以被包括在或替换其他实施方案的部分和特征。本发明的实施方案的范围包括权利要求书的整个范围，以及权利要求书的所有可获得的等同物。在本文中，本发明的这些实施方案可以被单独地或总地用术语“发明”来表示，这仅仅是为了方便，并且如果事实上公开了超过一个的发明，不是要自动地限制该应用的范围为任何单个发明或发明构思。

为了便于本领域技术人员可以更快的理解本发明各实施例，在此对本发明的主要思想进行简要说明：

就如背景技术中所阐述的，现有技术中缺乏一种可以在室温条件下由液态转化为固态的金属材料。基于此，本发明发现可利用室温下呈液态的低熔点金属(又称液态金属或易熔金属)与高熔点金属粉末进行不完全的局部的合金反应，产生熔点高于常温的合金反应物，使其形成同时具有低熔点金属、高熔点金属、以及合金反应物的金属混合物，由于合金反应不完全，制得的金属混合物中的低熔点金属仍呈现液体状态，进而液态的金属与固态的金属粉末混合可得到粘稠状的金属混合物，同时该金属混合中还具有两者的合金反应物，该合金反应物将作为形核点，诱使未进行反应的低熔点金属与高熔点金属在不施加其它外部条件下自行进行合金反应，直至达到完全反应。此时金属混合物中的低熔点金属的含量减低，而合金反应物的含量增加，外部表象为金属混合物由粘稠状液体转换为固体金属。

综上所述，本发明公开了一种室温自固化的金属混合物的制备方法，该制备方法为将熔点在30摄氏度以下的低熔点金属与熔点在500摄氏度以上的金属粉末在一定条件下均匀混合一段时间。其中，所述一定条件满足使混合中的部分的所述低熔点金属与部分的所述金属粉末发生合金反应，产生熔点在30摄氏度以上的合金反应物；待混合结束后，得到同时具有所述低熔点金属、金属粉末、以及两者的合金反应物的、呈粘稠状的金属混合物。

在一些实施例中，所述一定条件包括：向所述低熔点金属与所述金属粉末的混合物提供使其局部发生合金反应的高能；本发明实施例中的高能是指促使所选用的低熔点金属与高熔点金属粉末达到两者合金反应的条件的能量，该能量可以是热能(即高温)，也可以热能和机械能(如挤压、碰撞、变形、移动所产生的能量)的组合。

具体地，本发明提供如下几种向所述低熔点金属与所述金属粉末的混合物提供使其局部发生合金反应的高能的方式：

1.传统加热；

例如将温度加热至金属粉末的熔点，使其熔化，此时低熔点金属与金属粉末均呈液态，两者之间相互金属浸润现象明显，此时两者较易发生合金反应，但此时环境温度极高，合金反应速度快，需控制高温时间在两者完全反应时间以下，以保证两者只发生部分的合金反应，从而避免由于完全反应导致金属混合物提前固化。该方法反应时间较难操控。

2.高压电击；

通过对均匀混合后的两种金属的金属混合物(低熔点金属和金属粉末)，持续电击，电击处的温度急剧升高，达到两者的合金反应温度条件，进而产生合金反应物，但该方法设备要求高，需要额外的安全保障设备，制备成本较大。

3.球磨处理；

对所述低熔点金属与所述金属粉末的金属混合物进行球磨处理，在一定转速的球磨处理中可产生极高的能量，包括热能及机械能，其瞬时温度最大可达到1600摄氏度以上，可满足多种金属的合金反应条件，并且球磨处理中其能量分布不均，更适于发生不完全的合金反应，制备本发明实施例中的室温自固化的金属混合物。

优选地，本发明实施例中的室温自固化的金属混合物采用球磨处理制备，球磨处理可例如行星球磨、搅拌球磨等球磨方式，其中，所述球磨处理的过程中：球磨转速为600–2000转/分钟；球磨时间为10–300分钟。

本发明实施例中的熔点在30摄氏度以下的低熔点金属，又可称常温液态金属，包括：镓单质、满足熔点在30摄氏度以下的镓基合金、以及镓单质和镓基合金的混合物。其中，镓基合金是指该合金中主要成分为镓的金属合金，例如镓铟合金、镓锡合金、又或是镓铟基合金、镓锡基合金等，该合金中主要以镓铟/镓锡为主要成分。更为具体的，还可选用镓铟锡合金。

本发明实施例中的熔点在500摄氏度以上的金属粉末可包括锌粉、铜粉、铁粉、镍粉中的一种或几种组合。优选地，为了形成熔点较高的合金反应物，提高金属混合物固化后的耐温性，本发明实施例中可选用熔点在1000摄氏度以上的金属粉末可包括铜粉、铁粉、镍粉中的一种或几种组合。在一些其它的实施例中，本发明实施例中的熔点在1000摄氏度以上的金属粉末还可以选用熔点在1000摄氏度以上包含有铜粉、铜粉、铁粉、镍粉中的一种或几种的金属合金或金属混合物。优选地，本发明实施例中的熔点在1000摄氏度以上的金属粉末选用纯净的(尽量避免杂质)铜粉、铁粉、镍粉。

在一些实施例中，所述金属粉末的粉体尺寸为0.1μm-75μm。优选地，粉体尺寸的选择可根据金属混合物的实际应用场景进行选择，粉体尺寸越小则制成的金属混合物的粘稠度越低，粉体尺寸越大则制成的金属混合物的粘稠度越高。在一些对于具有立体塑性要求的应用中，可选用粉体尺寸在30μm-75μm，使金属混合物具备较好的可塑性。在一些对于更高的流体特性要求的应用中，可选用0.1μm-30μm，使金属混合物具备较好的涂覆性和流动性。

在一些实施例中，在产生所述合金反应前，所述金属粉末在其与所述低熔点金属的混合物中的质量分数为8％-50％。优选地，金属粉末与低熔点金属之间的比例可根据具体选择配对，例如镓单质与铁粉进行混合反应，生成fega3，因此镓单质与铁粉的比例可如3：1。在一些实施例中，金属粉末与低熔点金属的比例也可不严格按照反应物化学式中的比例混合，亦可达到本发明的效果。

针对低熔点金属和金属粉末之间如何选择配对，在此提供几种组合方案：

1.熔点在30摄氏度以下的低熔点金属选用镓单质，熔点在500摄氏度以上的金属粉末选用铁粉，其合金反应物为fega3。

2.熔点在30摄氏度以下的低熔点金属选用镓铟合金，熔点在500摄氏度以上的金属粉末选用镍粉，其合金反应物为ni2ga3、niga4、niga5、ni3ga7和inni3中的一种或多种。

3.熔点在30摄氏度以下的低熔点金属选用镓铟合金，熔点在500摄氏度以上的金属粉末选用镍粉和铁粉，其合金反应物为fega3、ni2ga3、niga4、niga5、ni3ga7和inni3中的一种或多种。

4.熔点在30摄氏度以下的低熔点金属选用镓铟锡合金，熔点在500摄氏度以上的金属粉末选用镍粉、铁粉和锌粉，其合金反应物为fega3、ni2ga3、niga4、niga5、ni3ga7、inni3、sn-zn中的一种或多种。

5.熔点在30摄氏度以下的低熔点金属选用镓铟合金，熔点在500摄氏度以上的金属粉末选用铁粉和铜粉，其合金反应物为fega3和cu-in中的一种或多种。

在此，本发明提供了多种低熔点金属与金属粉末的组合方案，本领域技术应该理解的除上述举例说明的组合方案之外，还可采用其他的组合方案，在此不再赘述。

本发明的另一个目的在于提出一种室温自固化的金属混合物，以提出一种室温下可自行从液态转变为固体的金属材料，该金属材料可利用上述制备方法制成，亦可采用现有技术中的其它制备方法实现其的制备。

一种室温自固化的金属混合物，在室温下其整体呈粘稠状；其组成包括：熔点在30摄氏度以下的低熔点金属、熔点在500摄氏度以上的金属粉末、熔点在30摄氏度以上的所述低熔点金属和所述金属粉末的合金反应物。其在室温条件下2-24小时由粘稠状转化为固体。

本发明所制备的金属混合物可在室温下自行从液体转化为固体，并且固体状态稳定存在，这一特性使得金属混合物以需求而言，应用于各种导电、导热以及其它金属特性需求的领域，以操作方式而言，其流体的使用状态可应用于涂覆、灌注、填充、打印、印刷等领域，操作适应性强。另外，本发明所制备的金属混合物可在室温下自行固化，无需额外的设备，设备要求低，操作要求低、安全性高。

本发明实施例中的室温自固化的金属混合物，由于其流体特征、金属特性，可应用于导电领域、屏蔽领域、导热领域，又可根据混合的金属颗粒(如镍)的选择，应用于阻燃领域和防腐领域，以及根据金属混合物的粘稠度，应用于塑型领域、涂层涂覆领域、打印印刷领域。具体的，可根据调整其中的低熔点金属和金属粉末的选择，以及含量的方式使其更适于各个应用方向。

基于上述制备方法及金属混合物，本发明在此提出了一种可塑导电连接件，包括：具有管状空腔的弹性体10；填充在所述管状空腔内的导电介质20；其中，所述导电介质20为熔点在30摄氏度以下的低熔点金属与熔点在1000摄氏度以上的金属粉末经过球磨处理后、含有所述低熔点金属与所述金属粉末的合金反应物的混合物；封堵所述管状空腔的两个腔口的导电接驳件30。

本发明中的导电连接件利用室温自固化的导电填料，可使导电连接件塑形成目标形状后，固化该形状，且稳定保持，固化后不易受到外力影响，也无需额外设置定型结构。

在一些实施例中，所述熔点在30摄氏度以下的低熔点金属包括镓单质和/或镓基合金；所述熔点在1000摄氏度以上的金属粉末包括铁粉和/或镍粉。

在一些实施例中，所述金属粉末的质量分数为10％-50％。

在一些实施例中，所述球磨处理的球磨转速为600–2000转/分钟时，球磨时间在20分钟–5小时。

在一些实施例中，在室温下，将所述导电介质填充到所述弹性体的管状空腔时，所述导电介质主要呈粘稠状。

在一些实施例中，在室温下，所述导电连接件填充完成后的一段时间内，所述导电介质主要呈固态。

在一些实施例中，所述导电介质的固化时间在2–24小时。

在一些实施例中，所述可塑导电连接件，还包括：贴附在所述弹性体两端的截面定型硬胶40；所述截面定型硬胶40具有与所述弹性体10的管状空腔位置的对应的通孔，所述导电接驳件30设置在所述通孔中，且与所述导电介质20接触连接。

本领域技术人员还应当理解，结合本文的实施例描述的各种说明性的逻辑框、模块、电路和算法步骤均可以实现成电子硬件、计算机软件或其组合。为了清楚地说明硬件和软件之间的可交换性，上面对各种说明性的部件、框、模块、电路和步骤均围绕其功能进行了一般地描述。至于这种功能是实现成硬件还是实现成软件，取决于特定的应用和对整个系统所施加的设计约束条件。熟练的技术人员可以针对每个特定应用，以变通的方式实现所描述的功能，但是，这种实现决策不应解释为背离本公开的保护范围。