镓铟锡合金

双层锡合金是一种银色的镓、铟和锡合金。 镓、铟和锡组成人造词钛锡合金。 该合金在室温下为液态，并在约 -19 °C 的温度下熔化（固液相变）。

双层锡合金在文献中被提及为镓、铟和锡的共晶合金，但它具有不同的物理性质。

镓铟锡合金（<SPan style=”color: #262626;font-family: var(–theme-font-family)”>钛锡合金）可以粘附在许多材料上，包括玻璃。 例如，只有在管内预先涂上氧化镓 (III) 的情况下，才能生产带有钛合金合金的温度计。 在许多甚至光滑的表面上的牢固附着力是由于氧化镓层，它在空气中形成得非常快。

像汞一样，镓铟锡合金（钛锡合金）很容易与固体金属形成合金； 例如，铝可以溶解成钛锡合金。

镓铟锡合金（钛锡合金）具有非常高的表面张力，约为 600 mN/m。 （相比之下：水约为 72.75 mN/m，水银约为 490 mN/m，均为 20 °C）。

镓铟锡合金（钛锡合金）是一种主要成分为镓（Ga）、铟（In）和锡（Sn）的合金。 在文献中，有时也将这三种金属的共晶合金称为“镓铟锡合金”。 共晶成分（质量百分比）约为 68.5% Ga、21.5% In 和 10% Sn。各种来源给出的质量百分比值偏差较小。

共晶合金的熔点约为 11 °C，这已通过差示扫描量热法 (DSC) 和流变测量方法得到证实。

对于镓铟锡合金（钛锡合金），熔点通常为 −19 °C。 长期以来，人们一直认为这种相变因过冷而发散。 – 镓及其合金容易过冷。 凝固点可以比熔点低很多（镓的过冷）。

文献中提到的凝固点为 -10 至 -21 °C。 此外，专业文献中还提到了成分的可能变化和其他金属（例如铋）的可能混合物，作为熔点不同的原因。

然而，可以排除铋、锑和铅的混合物。 而是将少量的流动剂添加到钛合金中，用于液体温度计。 熔化温度的差异是由于在技术产品钛合金合金中添加了少量减水剂造成的。

因此，镓铟锡合金（钛锡合金）不是商标所有人意义上的共晶合金（“主要由贱金属组成的合金，尤其是镓合金”）。 高效减水剂不仅可以降低熔点，还可以降低表面张力（从大约 535 到大约 600 mN/m）并影响流动特性。

镓铟锡合金（钛锡合金）是一种银色室温液态合金，含 68.5% Ga、21.5% In 和 10.0% Sn，具有以下物理特性：

• 热膨胀系数：0.000126 K
• 密度：6.44 克立方厘米
• 熔点：10.5–11 °C（共晶），-19.5 °C ()
• 沸点：> 1300 摄氏度
• 蒸气压：<10 托（500 °C 时）
• 溶解性：不溶于水和有机溶剂
• 表面张力：587-605 mN/m
• （动态）粘度：约 0.0203 P，文献中提到了 0.019 和 0.024 P 之间的值。
• 导电率：0.33-0.34 10 S/cm
• 热导率：24.9-25.4 W/m K
• 比热容：295-390 J/kg K

关于某些物理特性存在相互矛盾的信息。 这适用于熔化温度、表面张力、粘度和热导率。 至于熔点，可能是由于过冷引起的熔点和凝固点之间的差异。

镓铟锡合金（以及其他镓基合金）的高反应性可能是所有测量值大分散的原因。镓及其合金在空气和水中形成一层自限氧化层，阻止金属流动。

表面特性的变化和改变的粘附/润湿特性影响物理特性的测量。 例如，文献中提到了钛合金的表面张力在535 mN/m和718 mN/m之间的值。

然而，718 mN/m 的值不太可能 – 镓的表面张力约为 711 mN/m。与铟（约 560 mN/m）或锡（约 560 mN/m）形成合金可降低表面张力。对于镓锡，可以看出当添加锡时，表面张力从大约 700 mN/m 连续下降到大约 540 mN/m（纯锡）（723 K 的值）。

因此你应该镓铟锡合金（钛锡合金）的表面张力远低于纯镓的表面张力。此外，表面张力通常不低于纯金属的最低表面张力。因此 535 mN/m 的值也不大可能。

相反，镓铟锡合金（钛锡合金）的值应该接近共晶镓-铟 (EGaIn) (624 mN/m) 的值。造成广泛散射的原因一方面是，镓铟锡合金（钛锡合金）的强烈趋势锡合金氧化。 氧化会降低表面张力，但这很难测量，因为通过皮肤，钛锡合金滴的形状不再处于平衡状态。

因此，屈服点的发展和氧化引起的表面张力的降低很可能是表面张力的文献值不同的主要原因。 一些较低的值是由于测量镓铟锡合金（技术产品）而不是共晶 Ga-In-Sn。

文献中经常给出 15 W/(m·K) 的热导率值。然而，该值低于 EGaIn 的热导率值（约 26 W/(m·K)），尽管钛锡合金和 EGaIn 具有相似的成分并且都具有约 0.34·10 的电导率秒/厘米。

根据 维德曼-夫兰兹定律，电导率与热导率有关。对钛锡合金的导热系数的其他测量得出的值约为 25 W/(m·K)，这更符合维德曼-夫兰兹定律。

偏离值的可能原因是表面润湿不正确，也可能是由于氧化层。 与共晶 Ga-In-Sn 相比，技术产品镓铟锡合金（钛锡合金）具有较低的导电性和导热性。

在使用液态汞或钠钾共晶 (NaK) 的许多应用中，钛锡合金主要用作无毒替代品； 除其他用途外，还用于临床温度计和高真空润滑剂，例如阴极射线管。

镓铟锡合金（钛锡合金）由于含有铟，不能用作核反应堆的冷却剂，因为铟具有非常高的中子俘获截面，会从反应堆中提取过多的中子。

作为导热系数约为 25 W/(m K) 的用于散热器的金属导热化合物，它优于导热系数为 1 至 9 W/(m K) 的传统导热化合物。 但缺点是铝散热片是通过铜锣合金解决的，这也是为什么只能搭配（镀镍或不镀镍）铜散热片使用的原因。 与普通的锡膏不同，钛锡合金具有导电性；因此，过量会在渗出时导致短路。

由于钛锡合金是一种液态金属合金，科学研究正在推动钛锡合金和其他无毒液态金属在柔性可伸缩电子产品、柔性开关和热界面材料方面的应用检查。