一種彩色液態(tài)金屬及其制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于液態(tài)金屬材料領(lǐng)域，具體設(shè)及一種彩色液態(tài)金屬及其制作方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 液態(tài)金屬通常是指一種在室溫附近為液態(tài)的金屬，如烙點(diǎn)在3(TCW下的嫁或其合 金，也或是在稍高一些溫度范圍如40°C-200°C期間能呈現(xiàn)液態(tài)的低烙點(diǎn)金屬合金如祕銅 錫鋒等材料。W往，由于液態(tài)金屬的諸多屬性和用途長期鮮為人知，運(yùn)一大類功能材料較少 受到全球范圍內(nèi)的學(xué)術(shù)界和產(chǎn)業(yè)界重視。近年來，隨著一系列重大進(jìn)展的取得，液態(tài)金屬 的重要應(yīng)用價(jià)值逐步引起重視。在各種用途中，液態(tài)金屬材料由于可W液體物態(tài)工作，流動 性很好，而其本身又具有天然的導(dǎo)電性，因而近年來被引入到新興的印刷電子、功能器件3D 打印領(lǐng)域，成為獨(dú)特重要的可印刷式電子材料。
[0003] 然而，已有的液態(tài)金屬由于其自身物性或合金組成所限，所形成的液態(tài)金屬自身 光澤大多呈銀白色，色彩十分單一，運(yùn)對于工業(yè)上不少對色彩和美觀程度要求較高的印刷 或涂料應(yīng)用場合，所形成電路與人們的審美觀相距較遠(yuǎn)。事實(shí)上，隨著社會發(fā)展和物質(zhì)文化 生活水平的提高，對于許多新興電子和消費(fèi)電子產(chǎn)品，用戶不再僅僅只滿足于獲得其基本 的電學(xué)功能，對于產(chǎn)品所體現(xiàn)的色彩和體驗(yàn)也提出大量需求。在很大程度上，色彩的確決定 了許多產(chǎn)品的功效。自然界顏色的千變?nèi)f化和色相，構(gòu)成了萬紫千紅、五彩窠紛的世界。從 屯、理學(xué)角度而言，不同顏色會對人體造成不同的感視，比如：柔和、鮮艷色彩，會帶給人W喜 悅、快樂、屯、曠神怡等美的享受；反之，色彩失調(diào)甚至極端體現(xiàn)則會讓人感到沉悶、灰屯、，甚 而影響到身屯、健康。
[0004] 遺憾的是，迄今為止，近年來所發(fā)展出的液態(tài)金屬印刷電子墨水本身尚無法呈現(xiàn) 色彩功能，更難達(dá)到色彩的千變?nèi)f化。顯然，若能對具有可打印性的液態(tài)金屬原理賦予其彩 色功能，將大大提升其獨(dú)特性能，由此實(shí)現(xiàn)色彩豐富的印刷電子或3D金屬制作，繼而顯著 增強(qiáng)產(chǎn)品的體驗(yàn)感和藝術(shù)價(jià)值。為此，本發(fā)明首次提出了彩色液態(tài)金屬的技術(shù)概念，其目的 正在于提供具有各種色彩的液態(tài)金屬及其制作方法，W期改觀現(xiàn)有液態(tài)金屬和顏料的既有 技術(shù)范疇。
[0005] 我們知道，顏料指的是能使物體染上顏色的物質(zhì)，人類很早就知道使用顏料，如利 用有色±和礦石，在巖壁上作畫和涂抹身體。同樣，為使液態(tài)金屬在保持導(dǎo)電性和流動性的 同時(shí)還能呈現(xiàn)出斑綱色彩，本發(fā)明提供了顏料加載措施，通過特定顏料與液態(tài)金屬的配制， 可獲得各式各樣色彩的液態(tài)金屬。
[0006] 有鑒于此，特提出本發(fā)明。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] (一）要解決的技術(shù)問題
[0008] 為克服現(xiàn)有材料技術(shù)的缺點(diǎn)和改變傳統(tǒng)液態(tài)金屬色彩單一W及傳統(tǒng)顏料并不具 備導(dǎo)電性的現(xiàn)狀，本發(fā)明提供一種彩色液態(tài)金屬材料，通過在液態(tài)金屬中加載本身帶有色 彩的顏料來獲得預(yù)期色彩的金屬材料，可用于制作色彩細(xì)麗的電子電路或3D金屬打印或 更多用途，本發(fā)明還提供了該彩色液態(tài)金屬的制作方法。
[0009] (二）技術(shù)方案
[0010] 為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種彩色液態(tài)金屬，所述彩色液態(tài)金屬的原料包括 液態(tài)金屬和顏料。
[0011] 所述液態(tài)金屬包括低烙點(diǎn)合金。
[0012] 本發(fā)明所述低烙點(diǎn)合金，是指烙點(diǎn)低于232°C的易烙合金；通常由Ga、In、Sn、Bi、 Pb、化等低烙點(diǎn)金屬元素組成。
[0013] 所述低烙點(diǎn)合金包括嫁、銅、錫、祕、鋒、鉛基合金中的一種或幾種；
[0014] 進(jìn)一步地，所述低烙點(diǎn)合金包括二元合金嫁銅、嫁錫、祕錫、銅祕、銅錫中的一種或 幾種；或者所述低烙點(diǎn)合金包括=元合金嫁銅錫、祕銅錫、祕銅鋒、銅錫鋒、祕錫銅、祕銅儒 中的一種或幾種；或者所述低烙點(diǎn)合金包括四元合金嫁銅錫鋒、銅錫鋒祕、祕銅錫銀、鋒祕 銀銅中的一種或幾種。 陽01引其中，所述嫁基合金中嫁含量為IOwt%-IOOwt% ;祕基合金中祕含量為lOwt% -95wt% ;銅基合金中銅含量為lOwt% -95wt%。
[0016] 優(yōu)選地，所述嫁基合金中嫁含量為50wt% -90wt% ;祕基合金中祕含量為 50wt% -90wt%，銅基合金中銅含量為50wt% -90wt%。
[0017] 所述顏料包括天然顏料、人工合成顏料中的一種或幾種。
[0018] 進(jìn)一步地，所述天然顏料包括天然礦物顏料，如朱砂、紅±、雄黃、孔雀綠、重質(zhì)碳 酸巧、娃灰石、重晶石粉、滑石粉、云母粉、高嶺±等中的一種或幾種；或動物來源顏料，姻脂 蟲紅、天然魚鱗粉等中的一種或幾種；或植物來源顏料，如：藤黃、茜素紅、說青等中的一種 或幾種。
[0019] 所述人工合成顏料，包括鐵白、鋒領(lǐng)白、鉛銘黃、鐵藍(lán)等無機(jī)顏料中的一種或幾種； 或大紅粉、偶淡黃、獻(xiàn)菁藍(lán)、哇叮晚酬等有機(jī)顏料中的一種或幾種。
[0020] 進(jìn)一步地，所述液態(tài)金屬與所述顏料的質(zhì)量比為10-100 : 1-10。
[0021] 為進(jìn)一步降低顏料對液態(tài)金屬的不利影響，本發(fā)明意外地發(fā)現(xiàn)，當(dāng)顏料顆粒直徑 為lnm-900nm時(shí)對液態(tài)金屬導(dǎo)電性能影響最??；且還可W提升液態(tài)金屬本身的防誘特性和 抗氧化性能。
[0022] 更進(jìn)一步優(yōu)選地，所述顏料顆粒直徑為10nm-500nm。
[0023] 所述顏料可W直接添加到所述液態(tài)金屬中；也可W將所述顏料預(yù)先添加到一些溶 劑中制成液態(tài)顏料后再與液態(tài)金屬混合；運(yùn)里所述的溶劑可為透明的娃橡膠、環(huán)氧樹脂、 PDMS(聚二甲基硅氧烷）等材料，甚至可W是通過彩色油漆和涂料調(diào)色而成的溶劑；優(yōu)選 地，所述顏料與所述溶劑的質(zhì)量比為5wt% -90wt% ;由此可W根據(jù)具體配比獲得不同色度 的液態(tài)金屬材料。
[0024] 為進(jìn)一步提升彩色液態(tài)金屬的導(dǎo)電性能，優(yōu)選地，所述彩色液態(tài)金屬的原料還包 括納米導(dǎo)電顆粒。
[00巧]優(yōu)選地，所述納米導(dǎo)電顆粒包括納米級的金、銀、銅、鐵、氧化鐵、儀、鉆、CW及碳 納米管、石墨締等中的一種或幾種。
[0026] 優(yōu)選地，所述納米導(dǎo)電顆粒直徑為lnm-900nm;優(yōu)選為10nm-500nm。
[0027] 進(jìn)一步優(yōu)選地，所述液態(tài)金屬與所述納米導(dǎo)電顆粒的質(zhì)量比為10-100 : 1-10。
[0028] 其中，所述納米導(dǎo)電顆粒如納米級的鐵、氧化鐵、儀、鉆、禮等還可W改變彩色液態(tài) 金屬的磁學(xué)特性；所述納米導(dǎo)電顆粒如銅、金W及碳納米管、石墨締等還具有調(diào)節(jié)液態(tài)金屬 色彩的功效。
[0029] 另一方面，本發(fā)明還提供上述彩色液態(tài)金屬的制作方法，包括W下步驟，
[0030] Sl:按需要選取所需原料，即液態(tài)金屬、顏料，和/或納米導(dǎo)電顆粒；
[0031] S2 :將所述液態(tài)金屬處理為液態(tài)狀態(tài)； 陽0巧S3 :將所述顏料加入到所述液態(tài)狀態(tài)的液體金屬中，攬拌均勻訊/或再加入所述 納米導(dǎo)電顆粒，攬拌均勻。
[0033] 上述制作方法步驟Sl中：
[0034] 根據(jù)所需彩色液態(tài)金屬的顏色，確定所述液態(tài)金屬和顏料的用量比例。
[0035] 上述制作方法步驟S2中：
[0036] 所述將所述液態(tài)金屬處理為液態(tài)狀態(tài)的方法包括將所述液態(tài)金屬置于空氣中或 真空中恒溫處理。
[0037] 所述恒溫處理時(shí)間W所述液態(tài)金屬轉(zhuǎn)變?yōu)橐簯B(tài)狀態(tài)為宜；優(yōu)選地，所述恒溫處理 時(shí)間為1-地。
[0038] 所述恒溫處理溫度W所述液態(tài)金屬轉(zhuǎn)變?yōu)橐簯B(tài)狀態(tài)為宜；優(yōu)選地，所述恒溫處理 溫度高于或等于所述液態(tài)金屬的烙點(diǎn)；進(jìn)一步優(yōu)選地，所述恒溫處理溫度高于所述液態(tài)金 屬的烙點(diǎn)30-600°C。
[0039] 優(yōu)選地，將所述轉(zhuǎn)變?yōu)橐簯B(tài)狀態(tài)的液態(tài)金屬攬拌后再進(jìn)行步驟S3 ;進(jìn)一步優(yōu)選 地，用磁力攬拌器攬拌0. 5-化。 W40] 上述制作方法步驟S3中：
[0041] 所述攬拌時(shí)間優(yōu)選為0. 5-化。
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