[发明专利]一种液态导电绝缘材料及其制备方法与应用

说明书

本发明涉及一种液态导电绝缘材料及其制备方法与应用，所述液态导电绝缘材料由金属合金和溶剂组成，所述金属合金固态时的密度小于液态时的密度，所述溶剂的黏度为0.2～500mpa.s；所述液态导电绝缘材料的制备方法包括：将金属合金分散成金属合金颗粒后与溶剂混合；所述液态导电绝缘材料可用于电子领域，尤其适用于制备可重置电路、可视化电路、自修复电路、电路熔断器等；并且，由于其固有的液态性质，其很容易被回收利用，对环境友好。

技术领域

本发明涉及电子材料领域，尤其涉及一种液态导电绝缘材料及其制备方法与应用。

背景技术

在外部刺激下具有两种稳定状态的电子元件是几乎所有计算机的基础。因此，可在导电态和绝缘态之间转变的材料因为其巨大的科学和产业意义而受到广泛关注。对于这种材料而言，在外界刺激下导电绝缘体转变(Conductor-Insulator Transition，CIT)现象会发生。因而，具备导电绝缘转变能力的材料被称为CIT材料。在过去的几十年中，一系列的CIT材料陆续被发现，包括莫特绝缘体、二氧化钒等。然而，上述的CIT材料都有着或多或少的缺点，比如包括复杂的化学结构、实现条件苛刻(例如极高压力)等。这些缺点阻碍了CIT材料的进一步应用。其本质原因在于，前述的各种CIT材料实现导电绝缘转变的原因通常是单一物质微观结构的改变。

此外，目前所实现的CIT材料通常情况下都是固态并且其导电绝缘的温度转变范围较窄。跳出传统框架，利用复合材料内部物质间的相互配合，进而实现材料导电绝缘转变功能，是解决CIT材料所面临的困境的有效策略。因此，实现一种具有宽温区的液态导电绝缘(LCIT)材料具有十分重要的理论和实际价值。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术的缺陷，提供一种(宽温区)液态导电绝缘材料，通过外界的刺激，该材料的电阻率发生巨大的变化(至少达到9个量级)，进而实现导电和绝缘态之间相互切换的功能。

具体而言，本发明提供的液态导电绝缘材料由金属合金和溶剂组成，所述金属合金的固态时的密度小于液态时的密度，所述溶剂的黏度为0.2～500mpa.s。

进一步的，所述溶剂的黏度为0.5～20mpa.s。

进一步的，所述金属合金选自镓、镓基合金、铋、铋基合金中的一种或几种。

镓基合金和铋基合金固态时的密度小于液态时的密度，将其与特定黏度的溶剂混合得到液态导电绝缘材料，该材料在宽温区具有导电绝缘转变的性能；当合金颗粒处于固态时，这种材料处于导电态，当合金颗粒融化为液态时，材料变成绝缘态。

本发明同时提供一种液态导电绝缘材料，所述液态导电绝缘材料由金属合金和溶剂组成；所述金属合金为GaIn_24.5、Bi_31.6In_48.8Sn_19.6、Ga、Ga₆₁In₂₅Sn₁₃Zn₁、Bi、中的一种，所述溶剂为二甲基硅油。

进一步的，所述金属合金与溶剂的体积比为1：0.3～1。

进一步的，所述金属合金与溶剂的体积比为1:0.4。

本发明同时提供所述液态导电绝缘材料的制备方法，包括：将金属合金分散成金属合金颗粒后与溶剂混合；其中，所述分散的方法为超声波法或直接搅拌法；所述金属合金颗粒均匀分散在溶剂中。

进一步的，所述金属合金颗粒的粒径为1μm～1mm。

进一步的，所述金属合金颗粒的粒径为10～100μm。

本发明还提供所述的液态导电绝缘材料和所述的制备方法在电子领域中的应用。