Galinstan
Galinstan is een bij kamertemperatuur vloeibare metaallegering. Het is een eutectoïde legering die voornamelijk bestaat uit gallium, indium, en tin. Het smeltpunt van Galinstan bedraagt –19 °C.[1] Door de geringe giftigheid en lage reactiviteit van de componenten waaruit het materiaal bestaat, wordt Galinstan gebruikt voor toepassingen waarvoor voorheen het giftige kwik of het reactieve NaK (een legering van natrium en kalium) werd gebruikt. De samenstelling varieert tussen 62 wt% tot 95 wt% Ga, 5 wt% tot 22 wt% In, 0 wt% tot 16 wt% Sn. De naam is een porte-manteauwoord dat is afgeleid van gallium, indium, and stannum (Latijn voor "tin"). Galinstan is een handelsmerk van het Duitse bedrijf Geratherm Medical AG. De exacte samenstelling van Galinstan is niet openbaar gemaakt.
Eigenschappen
[bewerken | brontekst bewerken]
- Kookpunt: > 1300 °C
- Smeltpunt: −19 °C (volgens de Geratherm MSDS)[2]
- Dampdruk: < 10−8 Torr (1,3·10−6 Pa) (bij 500 °C)
- Dichtheid: 6,44·103 kg/m3 (bij 20 °C)[3]
- Oplosbaarheid: onoplosbaar in water of organische oplosmiddelen
- Viscositeit: 0,0024 Pa·s (bij 20 °C)
- Thermische geleidbaarheid: 16,5 W·m−1·K−1
- Elektrische geleidbaarheid: 3,46·106 S/m (bij 20 °C)[3]
- Oppervlaktespanning: 0,718 N/m (bij 20 °C)[3]
Toepassingen
[bewerken | brontekst bewerken]
Galinstan wordt voornamelijk gebruikt als niet-giftig alternatief voor kwik in thermometers en andere instrumenten.
Galinstan wordt ook onderzocht als actief materiaal in samengestelde vloeibaar metaalcontacten (CLMC) voor hoogstroom schakelingstoepassingen. In dergelijke contacten impregneer galinstan een poreus raamwerk van vuurvast metaal (molybdeen, wolfraam of rhenium) en vormt een doorlopend geleidend oppervlak dat tot 98% van de contactdoorsnede bedekt. Het elastische raamwerk fungeert als demper bij het sluiten van het circuit, waardoor contactstuitering en bijbehorende elektromagnetische storingen worden geëlimineerd. De warmteverliezen zijn ongeveer 20 keer lager dan bij zilveren contacten.[4] Omdat het contactoppervlak vloeibaar is, zijn de elektrodynamische afstotingskrachten bij kortsluitstromen praktisch nul — experimenteel bevestigd tot 45 kA gelijkstroom zonder contactscheiding, terwijl koperen contacten al bij 10 kA werden afgestoten.[5] De fabricagemethode is beschermd door patenten in de Verenigde Staten en Japan.[6][7]
Zie ook
[bewerken | brontekst bewerken]- ↑ Surmann, P; Zeyat, H (Nov 2005). Voltammetric analysis using a self-renewable non-mercury electrode.. Analytical and Bioanalytical Chemistry 383 (6): 1009–13. PMID 16228199. DOI: 10.1007/s00216-005-0069-7.
- ↑ The Galinstan fluid MSDS (2004). Gearchiveerd op 23 september 2013. Geraadpleegd op 11 maart 2016.
- 1 2 3 (March 24–26, 2003). Experimental Investigations of Electromagnetic Instabilities of Free Surfaces in a Liquid Metal Drop. International Scientific Colloquium Modelling for Electromagnetic Processing, Hannover. Geraadpleegd op 8 augustus 2009.
- ↑ Smirnov, Yu. et al. (2002). High-current vacuum chamber with composite liquid-metal contacts. Elektrotechnika (2): 25–28.
- ↑ Bron, O.B.; Belyaev, V.L. (1984). Electrodynamic stability of liquid-metal composite contacts. Izvestiya vuzov. Elektromekhanika (8): 76–81.
- ↑ US 7686864, : Method for the manufacture of liquid-metal composite contact
- ↑ JP 4883811, : 液体金属複合材接触子の製造方法
