stringtranslate.com

galinstan

Galinstan es una marca de una aleación compuesta de galio , indio y estaño que se funde a -19 °C (-2 °F) y, por tanto, es líquida a temperatura ambiente. [4] [5] En la literatura científica, galinstan también se utiliza para denotar la aleación eutéctica de galio, indio y estaño, que se funde alrededor de +11 °C (52 °F). [5] El producto comercial Galinstan no es una aleación eutéctica, sino una aleación casi eutéctica. [5] Además, es probable que haya agregado fundente para mejorar la fluidez, reducir la temperatura de fusión y reducir la tensión superficial. [5]

El galinstan eutéctico está compuesto por 68,5 %  de Ga, 21,5 %  de In y 10,0 %  de Sn (en peso). [6]

Debido a la baja toxicidad y reactividad de los metales que lo componen, galinstan ha reemplazado al mercurio líquido tóxico o la aleación reactiva NaK en muchas aplicaciones [ ¿cuáles? ] .

Nombre

El nombre "galinstan" es un acrónimo de gal lium, in dium, y stan num ( en latín , "estaño"). La marca "Galinstan" es una marca registrada de la empresa alemana Geratherm  [de] .

Propiedades físicas

En presencia de oxígeno en concentraciones superiores a 1 ppm, la superficie del galinstan a granel se oxida a Ga 2 O 3 . A diferencia del mercurio, el galinstan tiende a humedecerse y se adhiere a muchos materiales, incluido el vidrio, debido al óxido de su superficie. Esto puede limitar su uso como material de reemplazo directo en algunas situaciones, pero también puede utilizarse en algunas situaciones. [10] [11]

Usos

Galinstan puede reemplazar el mercurio en los termómetros a temperaturas moderadas.

Galinstan tiene mayor reflectividad y menor densidad que el mercurio. En astronomía , puede sustituir al mercurio en los telescopios de espejo líquido . [12]

Los overclockers y entusiastas suelen utilizar metales o aleaciones como el galinstan, que son líquidos a temperatura ambiente, como interfaz térmica para el enfriamiento del hardware de la computadora, donde su mayor conductividad térmica en comparación con las pastas térmicas y los epoxis térmicos puede permitir velocidades de reloj y potencia de procesamiento de CPU ligeramente más altas. en demostraciones y overclocking competitivo. Dos ejemplos son Thermal Grizzly Conductonaut y Coolaboratory Liquid Ultra , con conductividades térmicas de 73 y 38,4 W/mK respectivamente. [13] [14] A diferencia de los compuestos térmicos ordinarios que son fáciles de aplicar y presentan un bajo riesgo de dañar el hardware, galinstan es conductor de electricidad y causa fragilidad del metal líquido en muchos metales, incluido el aluminio, que se usa comúnmente en disipadores de calor. A pesar de estos desafíos, los usuarios que tienen éxito con su aplicación reportan buenos resultados. [15] En agosto de 2020, Sony Interactive Entertainment patentó una solución de interfaz térmica basada en galinstan adecuada para la producción en masa, [16] para su uso en PlayStation 5 .

Galinstan es difícil de utilizar para enfriar reactores nucleares basados ​​en fisión , porque el indio tiene una sección transversal de alta absorción de neutrones térmicos , absorbiéndolos eficientemente e inhibiendo la reacción de fisión. Por el contrario, se está investigando como posible refrigerante para reactores de fusión. Su no reactividad lo hace más seguro que otros metales líquidos, como el litio y el mercurio . [17]

Las características de humectación del galinstan se pueden utilizar para fabricar patrones conductores, lo que permite su uso como conductor líquido y deformable en robótica blanda y electrónica estirable. Galinstan se puede utilizar para reemplazar cables, interconexiones y electrodos, así como el elemento conductor en bobinas inductoras y compuestos dieléctricos para condensadores blandos. [18] [11]

equipo de rayos x

Se pueden obtener fuentes de intensidad extremadamente alta con una fuente de rayos X que utiliza un ánodo de galinstan de metal líquido de rayos X de 9,25 keV (línea K-alfa de galio) para microscopía de fase de rayos X de tejido fijo (como el cerebro de ratón). , desde un punto focal de aproximadamente 10 μm × 10 μm, y vóxeles tridimensionales de aproximadamente un micrómetro cúbico. [19] El metal fluye desde una boquilla hacia abajo a alta velocidad, y la fuente de electrones de alta intensidad se enfoca sobre él. El flujo rápido de metal transporta corriente, pero el flujo físico evita una gran cantidad de calentamiento del ánodo (debido a la eliminación de calor por convección forzada) y el alto punto de ebullición del galinstan inhibe la vaporización del ánodo. [20]

Ver también

Referencias

  1. ^ Hodas, Marc; Zhang, Rui; Steigerwalt Lam, Lisa; Wilcoxon, Ross; Inferior, Nate (2014). "Sobre el potencial del enfriamiento de minicanales y minigaps basado en Galinstan". Transacciones IEEE sobre componentes, embalaje y tecnología de fabricación . 4 (1): 46–56. doi :10.1109/tcpmt.2013.2274699. ISSN  2156-3950. S2CID  30876603.
  2. ^ abc "Investigaciones experimentales de inestabilidades electromagnéticas de superficies libres en una gota de metal líquido" (PDF) . Coloquio científico internacional sobre modelado para procesamiento electromagnético, Hannover . 24 al 26 de marzo de 2003 . Consultado el 8 de agosto de 2009 .
  3. ^ ab ZHANG (2019). "Caracterización de Nanogeneradores Triboeléctricos". "Dispositivos nanogeneradores triboeléctricos flexibles y extensibles: hacia sistemas autoalimentados ..." . WILEY. pag. 70.ISBN​ 978-3527345724. OCLC  1031449827.
  4. ^ Surmann, P; Zeyat, H (noviembre de 2005). "Análisis voltamétrico mediante electrodo sin mercurio autorrenovable". Química Analítica y Bioanalítica . 383 (6): 1009–1013. doi :10.1007/s00216-005-0069-7. PMID  16228199. S2CID  22732411.
  5. ^ abcd Handschuh-Wang, Stephan; Gan, Tiansheng; Rauf, Mahoma; Yang, Weifa; Stadler, Florian J.; Zhou, Xuechang (diciembre de 2022). "La sutil diferencia entre Galinstan y GaInSn eutéctico" . Materialia . 26 : 101642. doi : 10.1016/j.mtla.2022.101642. S2CID  254003580.
  6. ^ Liu, Jing (14 de julio de 2018). "Capítulo 5 Preparaciones y Caracterizaciones de Materiales Metálicos Líquidos Funcionales". Biomateriales metálicos líquidos: principios y aplicaciones . Yi, Liting. Singapur. pag. 96.ISBN​ 9789811056079. OCLC  1044746336.{{cite book}}: Mantenimiento CS1: falta el editor de la ubicación ( enlace )
  7. ^ Liu, Tingyi; Kim, Chang-Jin "CJ" (2012). "Caracterización de Galinstan, aleación de metal líquido no tóxico para aplicaciones en microdispositivos". Revista de sistemas microelectromecánicos . 21 (2): 448. CiteSeerX 10.1.1.703.4444 . doi :10.1109/JMEMS.2011.2174421. S2CID  30200594. 
  8. ^ Jeong, Seung Hee; Hagman, Antón; Hjort, Klas; Jobs, Magnus; Sundqvist, Johan; Wu, Zhigang (2012). "Impresión de aleaciones líquidas de electrónica estirable de microfluidos". Laboratorio en un chip . 12 (22): 4657–64. doi :10.1039/c2lc40628d. ISSN  1473-0197. PMID  23038427. S2CID  262117748.
  9. ^ Handschuh-Wang, Stephan; Chen, Yuzhen; Zhu, Lifei; Zhou, Xuechang (20 de junio de 2018). "Análisis y transformaciones de interfaces de metal líquido a temperatura ambiente: una mirada más cercana a través de la tensión interfacial". ChemPhysChem . 19 (13): 1584-1592. doi : 10.1002/cphc.201800559 . ISSN  1439-4235. PMID  29539243.
  10. ^ Doudrick, Kyle; Liu, Shanliangzi; Mutunga, Eva M.; Klein, Kate L.; Damle, Viraj; Varanasi, Kripa K.; Rykaczewski, Konrad (17 de junio de 2014). "Diferentes tonos de óxido: desde mecanismos de humectación a nanoescala hasta la impresión por contacto de metales líquidos a base de galio" . Langmuir . 30 (23): 6867–6877. doi :10.1021/la5012023. ISSN  0743-7463. PMID  24846542.
  11. ^ ab Neumann, Taylor V.; Dickey, Michael D. (septiembre de 2020). "Escritura directa de metal líquido e impresión 3D: una revisión" . Tecnologías de materiales avanzados . 5 (9): 2000070. doi :10.1002/admt.202000070. ISSN  2365-709X. S2CID  221203410.
  12. ^ Anuario de Minerales Metales y Minerales 2010 Volumen I. Imprenta del Gobierno. 2010. pág. 48.4.Extracto de la página 48.4
  13. ^ "Soluciones de refrigeración de alto rendimiento Thermal Grizzly - Conductonaut". Grizzly térmico . Consultado el 18 de diciembre de 2019 .
  14. ^ Wallossek 2013-10-21T06:00:01Z, Igor (21 de octubre de 2013). "Comparación de pasta térmica, segunda parte: se prueban 39 productos". Hardware de Tom . Consultado el 18 de diciembre de 2019 .{{cite web}}: Mantenimiento CS1: nombres numéricos: lista de autores ( enlace )
  15. ^ "Refrigeración de portátiles con metal líquido". YouTube . Archivado desde el original el 22 de diciembre de 2021 . Consultado el 5 de marzo de 2021 .
  16. ^ "WIPO Patentscope:" WO2020162417 - Aparatos electrónicos, dispositivos semiconductores, láminas aislantes y métodos para fabricar dispositivos semiconductores" . Consultado el 24 de octubre de 2020 .
  17. ^ Lee C. Cadwallader (2003). Seguridad del galio en el laboratorio (preimpresión) .
  18. ^ Enterrar, Isabel; Chun, Seth; Koh, Amanda S. (2021). "Avances recientes en componentes de circuitos deformables con metal líquido" . Materiales electrónicos avanzados . 7 (4): 2001006. doi :10.1002/aelm.202001006. ISSN  2199-160X. S2CID  234217238.
  19. ^ Hemberg, O.; Otendal, M.; Hertz, HM (2003). "Fuente de rayos X de impacto de electrones de ánodo de chorro de metal líquido". Aplica. Física. Lett . 83 (7): 1483. Código bibliográfico : 2003ApPhL..83.1483H. doi : 10.1063/1.1602157.
  20. ^ Topperwien, M.; et al. (2017). "Citoarquitectura tridimensional del cerebro de ratón revelada mediante tomografía de contraste de fase de rayos X realizada en laboratorio". Ciencia. Representante . 7 : 42847. Código Bib : 2017NatSR...742847T. doi : 10.1038/srep42847 . PMC 5327439 . PMID  28240235. 

Fuentes