Сплав на основе галлия

 

Изобретение относится к сплавам на основе галлия. Сплав содержит галлий, индий и олово при следующем соотношении компонентов, вес.%: галлий 67 - 92, индий 5 - 22, олово 3 - 11. Сплав может дополнительно содержать до 2 вес.% висмута и/или до 2 вес.% сурьмы и примеси свинца и/или цинка в количестве не более 0,0001 вес.%. Предлагаемый сплав можно использовать в качестве измерительной жидкости к термометрам или в качестве смазки, что расширяет его технологические возможности. 3 з.п.ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к сплавам, в частности к сплаву на основе галлия.

Известен сплав на основе галлия, содержащий индий (см. патент GB N 246843, 1926). Известный сплав содержит галлий и индий в соотношении 95 : 5. Его используют в качестве измерительной жидкости к термометрам. Однако известный сплав затвердевает при низкой температуре, почему при его использовании и в качестве измерительной жидкости термометр может растрескаться.

Таким образом, недостаток известного сплава заключается в том, что его технологические возможности ограничены.

Задача изобретения заключается в расширении технологических возможностей сплава.

Указанная задача решается предлагаемым сплавом на основе галлия, содержащим индий, за счет того, что он дополнительно содержит олово, при следующем соотношении компонентов, вес.%: Галлий - 67 - 92 Индий - 5 - 22 Олово - 3 - 11 При указанном составе сплав является жидким в температурных пределах примерно с -15^oC до выше +1800^oC.

Предпочтительно предлагаемый сплав используют в качестве измерительной жидкости к термометрам. Благодаря низкой точке плавления и высокой точке кипения предлагаемый сплав отвечает требованиям, предъявляемым к такой измерительной жидкости. Компонентами галлий, индий и олово обеспечивается особенно низкая точка эвтектики. Кроме того, сплав обладает электропроводностью, благодаря чему он пригоден также для использования в контактных термометрах.

Предлагаемый сплав можно также использовать в качестве смазки, в частности при применении в условиях вакуума, высокого вакуума и сверхвысокого вакуума.

Согласно предпочтительному варианту осуществления изобретения сплав может содержать до 2 вес. % висмута и до 2 вес.% сурьмы. Сурьма повышает устойчивость к окислению, а висмут выгодно влияет на жидкотекучесть сплава. Кроме того, и сурьма, и висмут так же, как и олово, являются дешевыми веществами, в то время как галлий и индий представляют собой дорогостоящие компоненты. Однако содержание сурьмы или висмута более 2 вес.% приводит к заметному и нежелательному повышению точки плавления.

Предпочтительно предлагаемый сплав содержит лишь небольшую долю примеси, например свинца или цинка, составляющую менее 0,001 вес.%, в частности менее 0,0001 вес%.

Согласно особенно предпочтительной форме осуществления изобретения сплав содержит компоненты в следующем соотношении, вес.%: Галлий - 68 - 69 Индий - 21 - 22 Олово - 9,5 - 10,5 Сплав такого состава имеет точку плавления в нормальных условиях при атмосферном давлении -19,5^oC.

Предлагаемый сплав можно использовать в качестве измерительной жидкости к термометру, выполненному с возможностью указания максимальной температуры, причем термометр может иметь показанную на чертежах конструкцию. На чертежах представлено: фиг. 1 - вид термометра спереди,
фиг. 2 - поперечный разрез по линии I-I на фиг. 1.

Согласно чертежу в стеклянном корпусе 1 размещен резервуар 2 с измерительным капилляром 3, соединенным с резервуаром 2 через промежуточный участок 4. Резервуар 2 наполнен предлагаемым эвтектическим сплавом 5, который согласно фиг. 1 уже достиг определенной высоты вследствие повышения температуры. В области измерительного капилляра 3 сосуд снабжен шкалой 6.

Как видно на фиг. 2, капилляр 3 имеет в основном овальное, примерно серповидное поперечное сечение с тем, чтобы повышать адгезию сплава 5 к измерительному капилляру 3. В отличие от этого промежуточный участок 4 предпочтительно выполнен с круглым поперечным сечением прохода с тем, чтобы снизить адгезионную силу на данном участке, таким образом обеспечивая указание термометром максимальной температуры.

Вблизи противоположного резервуару 2 конца термометра на наружную поверхность стеклянного корпуса 1 наплавлены небольшие нерегулярные выступы, образующие охватывающее корпус 1 кольцо, которое не только облегчает манипулирование термометром, но также может быть окрашенным и служить в качестве кода.

Формула изобретения

1. Сплав на основе галлия, содержащий индий и олово, предназначенный в качестве измерительной жидкости к термометрам или в качестве смазки, отличающийся тем, что он содержит указанные компоненты в следующем соотношении, вес.%:
Галлий - 67 - 92
Индий - 5 - 22
Олово - 3 - 11
2. Сплав по п.1, отличающийся тем, что он содержит указанные компоненты в следующем соотношении, вес.%:
Галлий - 68 - 69
Индий - 21 - 22
Олово - 9,5 - 10,5
3. Сплав по пп.1 и 2, отличающийся тем, что он дополнительно содержит до 2 вес.% висмута и/или до 2 вес.% сурьмы.

4. Сплав по одному из пп.1 - 3, отличающийся тем, что он содержит примесь свинца и/или цинка, содержание которой не превышает 0,0001 вес.%.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2