本發(fā)明涉及筆芯制造領(lǐng)域，具體涉及一種金屬筆筆芯。
背景技術(shù)：
在失重場合油墨無法正常流淌并附著于紙面上，因此在空間站、載人飛船等場合需要專門的筆使用，目前采用壓縮空氣(氮氣或氦氣)輔助出墨和特殊的粘性墨水的飛梭太空筆，該筆既可在-40～143℃條件下書寫，也可以在真空失重和水中書寫，現(xiàn)已成為航天員的標配書寫工具。但是航天器在宇宙真空中，由于沒有空氣傳熱和散熱，受陽光直射面的溫度可高達100℃以上，而背陰面溫度可低至-100～-200℃，因此飛梭太空筆在零下-40～-200℃的超低溫環(huán)境中使用還存在一定問題?，F(xiàn)有的無墨水金屬筆是采用一種由特殊的金屬合金作為筆芯，特殊制作的合金材料筆芯尖端能寫出類似鉛筆的效果，并且具有耐磨、不易折斷的優(yōu)點，但是其對所用紙張的選擇性較高，使用必須在特定的紙上書寫；同時鉛筆書寫硬度僅與h級相當，不能達到其他硬度要求；另外還含有少量對人體有害的金屬元素鉛。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的是提供一種能在極端環(huán)境下使用的無墨水金屬筆筆芯，它不僅能適應(yīng)航天環(huán)境的溫度范圍，還能克服筆芯中含有有害元素成分、書寫紙張有選擇性的問題，并可覆蓋從2b到2h的更寬的鉛筆硬度范圍。
為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用了以下技術(shù)方案：
一種金屬筆筆芯，包括sn、bi、ga、al，其中sn的重量百分比為30～80％，bi的重量百分比為10～60％，ga的重量百分比為0～8％，al的重量百分比為0～2％。
優(yōu)選地，其中sn的重量百分比為40～80％，bi的重量百分比為20～40％，ga的重量百分比為3～7％，al的重量百分比為0％；且所述sn、bi、ga、al均為工業(yè)純級別。
優(yōu)選地，其中sn的重量百分比為40～80％，bi的重量百分比為30～50％，ga的重量百分比為1～3％，al的重量百分比為0％；且所述sn、bi、ga、al均為工業(yè)純級別。
優(yōu)選地，其中sn的重量百分比為30～80％，bi的重量百分比為10～40％，ga的重量百分比為0.1～1％，al的重量百分比為0.1～2％；且所述sn、bi、ga、al均為工業(yè)純級別。
優(yōu)選地，其中sn的重量百分比為30～70％，bi的重量百分比為20～40％，ga的重量百分比為0％，al的重量百分比為0.1～2％；且所述sn、bi、ga、al均為工業(yè)純級別。
上述技術(shù)方案提供的一種金屬筆筆芯，具體的制備方法是在20～25℃條件下，稱取各重量百分比的工業(yè)純級別的sn、bi、ga、al；將上述組分在400～450℃真空熔煉澆鑄成圓柱體錠，之后將圓柱體錠在80℃均勻化退火1小時，即可得到金屬筆筆芯。本發(fā)明提供的金屬筆筆芯，原材料價格經(jīng)濟、環(huán)保耐用、對紙張的選擇性低，其能覆蓋航天環(huán)境全溫度范圍，并且能夠提供常用的幾種鉛筆硬度范圍。
具體實施方式
為了使本發(fā)明的目的及優(yōu)點更加清楚明白，以下結(jié)合實施例對本發(fā)明進行具體說明。應(yīng)當理解，以下文字僅僅用以描述本發(fā)明的一種或幾種具體的實施方式，并不對本發(fā)明具體請求的保護范圍進行嚴格限定。
一種金屬筆筆芯，包括sn、bi、ga、al，其中sn的重量百分比為30～80％，bi的重量百分比為10～60％，ga的重量百分比為0～8％，al的重量百分比為0～2％。
實施例1
一種金屬筆筆芯，包括sn、bi、ga、al，其中sn的重量百分比為65％，bi的重量百分比為30％，ga的重量百分比為5％，al的重量百分比為0％；且所述sn、bi、ga、al均為工業(yè)純級別。將上述重量百分比的sn、bi、ga、al在400℃真空熔煉澆鑄成圓柱體錠，之后將圓柱體錠在80℃均勻化退火1小時，即可得到相當于2b級鉛筆硬度書寫效果的金屬筆筆芯。
實施例2
一種金屬筆筆芯，包括sn、bi、ga、al，其中sn的重量百分比為60％，bi的重量百分比為38％，ga的重量百分比為2％，al的重量百分比為0％；且所述sn、bi、ga、al均為工業(yè)純級別。將上述重量百分比的sn、bi、ga、al在400℃真空熔煉澆鑄成圓柱體錠，之后將圓柱體錠在80℃均勻化退火1小時，即可得到相當于b級鉛筆硬度書寫效果的金屬筆筆芯。
實施例3
一種金屬筆筆芯，包括sn、bi、ga、al，其中sn的重量百分比為68.5％，bi的重量百分比為30％，ga的重量百分比為0.5％，al的重量百分比為1％；且所述sn、bi、ga、al均為工業(yè)純級別。將上述重量百分比的sn、bi、ga、al在450℃真空熔煉澆鑄成圓柱體錠，之后將圓柱體錠在80℃均勻化退火1小時，即可得到相當于hb級鉛筆硬度書寫效果的金屬筆筆芯。
實施例4
一種金屬筆筆芯，包括sn、bi、ga、al，其中sn的重量百分比為69％，bi的重量百分比為30％，ga的重量百分比為0％，al的重量百分比為1％；且所述sn、bi、ga、al均為工業(yè)純級別。將上述重量百分比的sn、bi、ga、al在450℃真空熔煉澆鑄成圓柱體錠，之后將圓柱體錠在80℃均勻化退火1小時，即可得到相當于h級鉛筆硬度書寫效果的金屬筆筆芯。
實施例5
一種金屬筆筆芯，包括sn、bi、ga、al，其中sn的重量百分比為58％，bi的重量百分比為40％，ga的重量百分比為0％，al的重量百分比為2％；且所述sn、bi、ga、al均為工業(yè)純級別。將上述重量百分比的sn、bi、ga、al在450℃真空熔煉澆鑄成圓柱體錠，之后將圓柱體錠在80℃均勻化退火1小時，即可得到相當于2h級鉛筆硬度書寫效果的金屬筆筆芯。
上面結(jié)合實施例對本發(fā)明的實施方式作了詳細說明，但是本發(fā)明并不限于上述實施方式，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在獲知本發(fā)明中記載內(nèi)容后，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以對其作出若干同等變換和替代，這些同等變換和替代也應(yīng)視為屬于本發(fā)明的保護范圍。