液态金属研究与技术成果,液态金属

来源:http://www.luxface.cn/news843390.html  发布日期:2022-7-26 11:02:00

液态金属的研讨

液态金属与简单的非金属液体有许多共同点。熔融金属的径向分布函数g(R)可以经过X射线或中子散射取得,它在平均意义上描述了熔体结构液态金属。当R<σ(σ是原子的有用直径,图1)时,G(R)=0,表明原子类似于硬球,不能互相穿透。当R大于2~3nm时,原子完全随机摆放,G(R)→ 1、原子周围邻原子的数量称为配位数Z,其间ρ0是熔体粒子数密度。当大多数金属熔化时,体积增加约5%,原子序数Z减小,金属键坚持不变。当一些“反常金属”(如GA、Ge、Bi、Sb等)熔化时,其体积缩短约5%,Z增加,共价键部分成为金属键。各种金属熔化后的结构趋于类似,Z约为9~12。熔体的Z和R1随温度的升高略有改动,但G(R)的基本特征坚持不变。

液态金属可以看作是正离子流体和安闲电子气体的混合物。液态金属安闲电子遭到由正离子和屏蔽安闲电子云组成的“假原子”的弱电势的影响。除了两个正离子之间的直接静电排斥势外,还存在经过安闲电子气的直接互相作用势。上述两种势的叠加称为原子-原子有用势φ(r)理论剖析指出:φ(r)在长范围内存在振荡(图2)。人们把φ(r)和G(r)联系起来,可以从φ(r)解G(r)得到,也可以从G(r)φ(r)求周期“硬球模型”可用于阐明液态金属的结构和某些热力学性质。假如取φ(r)G(r),也可以使用“硬球势”和恰当的硬球直径取得与实验共同的成果。傅里叶变换从衍射强度得到的G(R)总是有必定误差,人们直到现在还不能承认或否定熔体φ(R)振荡的存在

液态金属的技术

液态金属变形技术

“液态金属在不同构象之间的多变形性”一文揭示了液态金属在室温下具有通用变形性,液态金属可以在不同方式和运动方式之间转化。液态金属浸入水中的液态金属物体可以在低压作用下表现出液球之间的大规模变形、旋转、定向运动,乃至自动融合、开裂复合等行为,并且不受液态金属物体巨细的限制;液态金属共同之处在于,大的液态金属膜可以在几秒钟内缩短成单个液态金属球,变形过程非常快,表面积可以改动数千倍液态金属,在外电场的作用下,很多别离的液态金属球可以互相粘附并融合,直至融合成单个液态金属球;根据电场的操控,液态金属很简单实现高速旋转运动,并在周围水体中诱导涡对,这些涡对也处于快速旋转情况;假如恰当调整电极和流道,液态金属的运动方式也可以改动为单次快速定向运动。研讨表明,引起这些变形和运动的机制之一是液态金属与水界面的双电层效应。液态金属的物理图像开创了人们对自然界中杂乱流体和软物质,特别是液态金属的物质行为的基本知道。液态金属非传统的物体构象转化才干很难经过传统的刚性材料或流体介质实现液态金属,它们已经成为构建可变形智能机器的基本元素,液态金属为设计和制造可变形物体,液态金属是液体机器拓荒了一条新途径。

液态金属的成果

发现为可变形材料,特别是液体机械的设计和制造迈出了一步液态金属。在必定程度上,液态金属从理论和技术角度论证了实现液态金属机器人的可能性;液态金属事实上,这项研讨拓荒了一系列实践应用,例如制造柔性致动器,操控政策流体或传感器的方向运动,收回金属液体,并将其用作微流控阀、泵或更多人工机器液态金属。假如采用具有空间结构的电极操控,也可以预期。

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