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9月 6, 2020
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室温で液体である金属合金。

液体水銀の利点はあるが、毒性の影響がない金属合金があるとしますか?

独自の気圧計と温度計を作成でき、電話をかける心配はありません。事故後の清掃は危険物チーム。あなたは単にペーパータオルで混乱を拭き取ることができます。有毒な水銀ガスの呼吸について心配する必要はありませんが、液体金属に浸して電気接続を行う、きちんとした小さな電気モーターを作ることはできます。

さらに、金属がガラスにくっつくので、ガラスに塗って自分の鏡を作ることができます。それとも、紙にくっついて自分の電気回路を描くことができますか?


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上の写真では、2つ持っています液体金属の小さなバイアル。右側のバイアルには、29.76°C(85.57°Fahrenheit)で溶ける要素であるガリウムが含まれています。左側のバイアルは、ガリウム、インジウム、スズを含み、-20°C(-20°C)で溶ける合金です。 -4°Fahrenheit)(どちらもカタログで入手できます。)

暖かい体の横にあるシャツのポケットにボトルを入れていたため、ガリウムは液体です。通常の快適な室内温度でeraturesは固体になります。

ガリウムは固化すると膨張するため(ほとんどの金属とは異なり)、バイアルは半分しか満たされていません。バイアルから固体金属を取り出すには、溶けるまでお湯で温めます。

液体金属を使った楽しいこと

液体金属合金ismakeですぐにできる楽しいことの1つあなた自身の鏡。必要なのは、ガラスと綿棒だけです。


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綿棒をバイアルに浸し、回転させて液体金属合金でコーティングします。


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次に、コーティングされた綿棒をガラスにこすります(写真では、ガラス顕微鏡のスライドを使用しています)。金属はガラスに付着し、反射防止コーティングを施します。


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上の写真では、窓の外の木々の景色を映すように新しい鏡を持っています。カメラは窓に焦点を合わせているため、木と私の手は焦点が合っていません。

必要な鏡ができる場合は、自分で鏡を作ることができるという利点があります。」どこでも購入できません。たとえば、スピーカーに接着するための小型の軽量ミラーが必要だったので、レーザービームをスピーカーから跳ね返して、音楽でミラーを小刻みに動かし、壁に模様を付けました。


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顕微鏡スライド用の薄いガラスカバースリップをコーティングするための液体金属。


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結果として得られたミラーは非常に軽量でありながら剛性が高いため、スピーカーに跳ね返っても平らなままでした。


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スピーカーに接着して音楽をオンにすると、レーザーが壁に光を放ちます。 2つのスピーカーを使用し、一方のライトオフをバウンスしてからもう一方のライトオフをバウンスすると、2次元が得られ、両方のステレオチャネルを使用して壁に絵を描くコンピューターサウンドファイルを作成できます。

もっと楽しいこと

液体金属でできることはたくさんあります:

  • 温度計を作る
  • 気圧計を作成する
  • 傾斜計の地震計を作成する
  • 非導電性オブジェクトを導電性にする
  • さまざまな表面に適合する電極を作成する
  • 実験電磁流体力学を使用
  • 高周波電気で揺らします
  • 高エネルギー音を伝導するために使用します
  • 回転する望遠鏡ミラーの水銀を交換します

光沢のある表面が必要な場合は、表面に塩酸を塗ったり、ミネラルオイルを薄く塗ったりできます。Bot hは、時間の経過とともに発生する金属のゆっくりとした酸化を防ぎます。

それはどのように行われますか?

ガリウムは元素です(原子番号31、アルミニウムのすぐ下、元素の周期表の亜鉛のすぐ右) 。すでに非常に低い融点で始まりますが、他の元素を追加してさらに低い融点を得ることができます。

周期表のガリウムのすぐ下はインジウムです(要素49)。インジウムのすぐ右側にはスズ(元素50)があります。

これらの元素を組み合わせると、それらの原子が結合して化合物になります。その化合物の分子は、元の金属の原子が互いに結合しているほど、互いに結合していません。これにより融点が下がります。

3つの金属を組み合わせる方法はたくさんあります:

…など。

組み合わせごとに融点がわずかに異なります。融点が最も低いのはどれだと思いますか?これは、優れた科学の公正な実験になる可能性があります。

76%のガリウムと24%のインジウムの混合物は、摂氏16度(華氏61度)で溶けます。ガリウムとこの組み合わせの両方を過冷却することができます。つまり、一度溶けると、融点よりも十分に低く冷却されていても、液体のままでいることができます。最終的に小さな結晶が形成され、バッチ全体が固化し始めますが、少量はかなりの時間過冷却状態に保つことができます。

ガリウム-インジウム合金は水銀よりも反射性が高い、および密度が低いため、天体望遠鏡の回転液体ミラーの水銀の代替品として検討されています。

ガリウムが空気にさらされると、ガリウムの薄層が発生します。酸化ガリウムは、周期表の真上にある金属であるアルミニウムの場合と同じように、表面に形成されます。これにより、ガリウム合金はほとんどすべての材料を「濡らす」ことができるため、ビードアップする代わりに表面全体に広がります。この特性により、ミラーの作成や、オブジェクトのコーティングによる導電性の向上に適しています。

水銀が他の金属と合金化してアマルガムを作るのと同じように、ガリウムも他の金属と合金化します。たとえば、ガリウムの小滴をアルミニウム箔に置くと、下の写真のように、アルミニウムと結合して表面が無愛想な液体になります。


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合金は最終的にすべてのアルミニウムと結合し、穴を溶かします


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得られた液体金属のビードに水滴を加えると、水はアルミニウムと激しく結合し、苛性アルミニウムの高温溶液を生成します。残っているのは、少量のアルミニウムが溶解した元のガリウムの滴です。 (そのドロップをボトルに戻さないでください。ガリウムの残りの部分が汚染されます。)

この実験は、ガリウムまたはガリウムのいずれかを使用して行うことができます。 -インジウム-チナロイ。

次へ:空気力学-ベルヌーイボール

ガリウムと液体金属合金をここで注文します。

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他のいくつかのWebサイト:

  • あなたのお母さんは 化学者:キッチンの科学
  • 材料:購入するものは何ですか?
  • おもちゃ With Science:My Science Blog


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