Galinstan es un nombre comercial de una aleación eutéctica compuesta de galio , indio y estaño que se funde a -19 ° C (-2 ° F) y, por lo tanto, es líquida a temperatura ambiente. [4] Más libremente, galinstan también se usa como un nombre común para varias aleaciones similares que típicamente se funden a +11 ° C (52 ° F).
Galinstan | |
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Propiedades físicas | |
Densidad (ρ) | 6,44 g / cm 3 (a 20 ° C) |
Propiedades termales | |
Temperatura de fusión (T m ) | -19 ° C |
Capacidad calorífica específica (c) | 296 J · kg −1 · K −1 |
Fuentes [1] [2] [3] |
Galinstan se compone de 68,5% Ga, 21,5% In y 10,0% Sn (en peso). [5]
Debido a la baja toxicidad y baja reactividad de los metales que lo componen, en muchas aplicaciones, el galinstan ha reemplazado al mercurio líquido tóxico o al reactivo NaK ( aleación de sodio y potasio ).
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 Medical AG.
Propiedades físicas
- Punto de ebullición:> 1300 ° C [3]
- Presión de vapor : < 10 −8 Torr (a 500 ° C) [2]
- Solubilidad: Insoluble en agua o disolventes orgánicos.
- Viscosidad : 0,0024 Pa · s (a 20 ° C)
- Conductividad térmica : 16,5 W · m −1 · K −1
- Conductividad eléctrica : 3,46 × 10 6 S / m (a 20 ° C) [2]
- Tensión superficial : s = 0,535–0,718 N / m (a 20 ° C, dependiendo del productor) [6] [7] [8]
Galinstan tiende a mojarse y se adhiere a muchos materiales, incluido el vidrio, lo que limita su uso en comparación con el mercurio.
Usos
El galinstan no tóxico reemplaza al mercurio en los termómetros ; el interior del tubo debe estar recubierto con óxido de galio para evitar que moje el vidrio.
Galinstan tiene mayor reflectividad y menor densidad que el mercurio. En astronomía , puede reemplazar al mercurio en los telescopios de espejo líquido . [9]
Los overclockers y entusiastas a menudo utilizan metales o aleaciones como el galinstan que son líquidos a temperatura ambiente como una interfaz térmica para el enfriamiento del hardware de la computadora, donde su mayor conductividad térmica en comparación con las pastas térmicas y los epóxicos térmicos pueden permitir velocidades de reloj y potencia de procesamiento de la CPU ligeramente más altas. logrado 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. [10] [11] A diferencia de los compuestos térmicos ordinarios que son fáciles de aplicar y presentan un bajo riesgo de dañar el hardware, el galinstan es eléctricamente conductor y corrosivo para muchos metales, incluido el aluminio, que se usa comúnmente en los disipadores de calor. A pesar de estos desafíos, los usuarios que tienen éxito con su aplicación informan buenos resultados. [12] En agosto de 2020, Sony Interactive Entertainment patentó una solución de interfaz térmica basada en galinstan adecuada para la producción en masa, [13] para su uso en PlayStation 5 .
Galinstan es difícil de usar para enfriar reactores nucleares basados en fisión , porque el indio tiene una sección transversal de alta absorción para los neutrones térmicos , absorbiéndolos de manera eficiente e inhibiendo la reacción de fisión. Por el contrario, se está investigando como posible refrigerante para reactores de fusión. Su falta de reactividad lo hace más seguro que otros metales líquidos, como el litio y el mercurio. [14]
Equipo de rayos x
Fuentes de rayos X de 9,25 keV de intensidad extremadamente alta (línea K-alfa de galio) para microscopía de fase de rayos X de tejido fijo (como cerebro de ratón), desde un punto focal de aproximadamente 10 μm × 10 μm y vóxeles 3-D de aproximadamente un micrómetro cúbico, se puede obtener con una fuente de rayos X que utiliza un ánodo de galinstan de metal líquido. [15] El metal fluye desde una boquilla hacia abajo a alta velocidad, y la fuente de electrones de alta intensidad se enfoca sobre él. El rápido flujo de metal transporta corriente, pero el flujo físico evita una gran cantidad de calentamiento del ánodo (debido a la extracción de calor por convección forzada), y el alto punto de ebullición del galinstan inhibe la vaporización del ánodo. [dieciséis]
Ver también
- Field's metal , tiene una tabla de aleaciones de bajo MP.
- NaK
- Metal de Rose
- Metal de madera
Referencias
- ^ Hodes, Marc; Zhang, Rui; Steigerwalt Lam, Lisa; Wilcoxon, Ross; Inferior, Nate (2014). "Sobre el potencial del enfriamiento minicanal y minigap 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 .
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Fuentes
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