浙江液态金属滑环解决方案学者成果液态金属应用

产业领域：同步电机和异步电动机等采用集电环的电机，广泛地用于产业部门，而且多数是在各种苛刻条件下运行，我来为大家科普一下关于浙江液态金属滑环解决方案学者成果液态金属应用?下面希望有你要的答案，我们一起来看看吧!

产业领域：同步电机和异步电动机等采用集电环的电机，广泛地用于产业部门，而且多数是在各种苛刻条件下运行。

项目概况：集电滑环也叫集电环、导电滑环、汇流环等。它可以用在任何要求连续旋转的同时，又需要从固定位置到旋转位置传输电源和信号的机电系统中。导电滑环能够提高系统性能，简化系统结构，避免导线在旋转过程中造成缠绕。以往导电滑环使用钢质集电环与石墨电刷，要求具备耐磨性和稳定的滑动接触特性，还必须考虑异常残余膨胀等因素。容易出现集电环或电刷的异常磨损，电刷振动以及产生火花等弊病。

水银集电滑环主要是指传输介质为水银的滑环。水银滑环与传统碳刷滑环最大的不同点在于它主要以液态水银为导电介质，将固定端与旋转端集成在一起。由于介质是流体，故滑环转动的时候无磨损、寿命长、无噪音、转速高，信号不失真，接触电阻小，可传递更大电流。同时，转动部分无复杂的物理机械结构，结构紧凑，产品可靠免维护，在特殊的微小精密仪器领域优势尤其明显。但是，水银可以造成严重的环境污染，并具有挥发性，因此运转时即使不发生泄露也会因温度升高以蒸汽形式污染环境。2017年8月16日《水俣公约》正式生效后，中国环保部、外交部、发展改革委等十部委联合发布公告，禁止开采新的原生汞矿，各地国土资源主管部门停止颁发新的汞矿勘查许可证和采矿许可证。这意味着涉及水银的行业和产品都会受到限制，直至最终停产。

镓基共晶合金是目前已知唯一可替代汞的一类材料。德国Geratherm Medical公司开发了一种叫做Galinstan的镓铟锡三元合金，其熔点约-19 oC，并用Galinstan合金成功开发出一款镓基液态合金体温计，已经成功销售到世界60多个国家和地区。美国Indium Corporation制造了一种室温镓基四元液态合金，其熔点标称为7 oC。镓基液态合金具有三个方面的优点：（1）沸点高、热容大、热导率高，可以在2000 oC下保持液体状态；（2）导电性好（〜106 S/cm），可满足耐弯折电路、注射电子及复杂导电通路等特殊应用需求，已在柔性电子器件制造等高技术领域的获得应用；（3）环保无毒、性质稳定，即使在使用中发生泄漏也不会带来环境问题。

通过成分的精细调配，我们成功开发了系列低熔点镓基液态合金，并借助自主技术与自研设备，完成了年产30吨液态合金的中试。其中，一种超低熔点镓基液态合金（其熔点为-32 oC）是目前已知熔点最低的镓基液态金属，具备在各种应用场景完全替代水银（熔点-38.87 oC）的能力。采用自研镓基液态合金，我们已经制备了液态金属导电滑环样品。成本上，由于液态合金的比重仅为水银的一半，因此液态金属集电滑环的成本与水银滑环相近。

期望产学研形式：服务园区企业。与现有水银滑环生产企业合作，也愿意与其他水银替代产品（如水银体温计、血压计、水银倾斜开关、电子皮肤等）生产企业合作，共同开发新产品。

项目核心优势：