Uma gota de metal líquido.
O gálio é corrosivo para o alumínio. Esta fotografia foi tirada depois de o gálio ter reagido com uma folha de papel de alumínio. Fonte da imagem: http://sci-toys.com/scitoys/scitoys/thermo/liquid_metal/liquid_metal.html
Os materiais de interface térmica líquida estão disponíveis em duas formas:
- metais líquidos à temperatura ambiente
- metais de mudança de fase
A principal diferença entre as duas está na temperatura a que estas ligas se fundem.
Os metais líquidos permanecem fundidos à temperatura ambiente. As três ligas metálicas líquidas seguintes tornam-se líquidas a temperaturas inferiores a 30 °C.
- Indalloy 51 (62.5Ga, 21.5In, 16.0Sn)
- Indalloy 46L (61.0Ga, 25.0In, 13.0Sn, 1.0Zn)
- Gálio puro
Os metais de mudança de fase são aplicados na forma sólida e fundem quando expostos a temperaturas de junção aquecidas. A liga de mudança de fase mais popular funde a 60°C.
- Indalloy 19 (51In, 32.5Bi, 16.5Sn)
As vantagens da utilização destes materiais de interface térmica de metal líquido são muitas e incluem:
- Resistência térmica extremamente baixa
- A resistência obtida com o Indalloy 51 foi testada como sendo inferior a 0,015 cm2-°C/W.
- O metal na sua forma líquida não tem praticamente nenhuma resistência de contacto
- Alta condutividade térmica
- Sendo um material de interface térmica completamente metálico, a condutividade térmica global é premium
- Capacidade de resistir a uma dramática diferença de expansão térmica
- A baixa tensão de fluxo dos metais líquidos permite-lhes manter o contacto com a superfície enquanto os substratos bombeiam durante o ciclo de energia ou de temperatura
- Espessuras de linha de ligação ultra baixas
- Os metais líquidos podem ser comprimidos até espessuras inferiores a 0,001"
Uma dificuldade encontrada na utilização destas ligas é a capacidade de as conter. Todas as ligas que são líquidas à temperatura ambiente contêm gálio. O gálio é corrosivo para vários metais, especialmente quando quente. À medida que a temperatura do gálio aumenta, este torna-se cada vez mais corrosivo, reagindo através de camadas mais espessas num curto espaço de tempo. Um metal com o qual o gálio é muito reativo é o alumínio. Corroerá através de uma folha de alumínio de 0,002" de espessura em poucas horas à temperatura ambiente, e a 500°-1000°C, esta reação torna-se muito mais rápida.
No entanto, o gálio não reage com outros metais, como o molibdénio, o tungsténio e o níquel.
Para além de reagir com metais, o gálio também se cola a materiais não metálicos, o que dificulta a sua embalagem. Fique atento à minha próxima publicação no blogue, que abordará as opções de embalagem para metais líquidos.
