晶態(tài)合金或包含非晶態(tài)合金的復合材料可以處于任何溫度。使用加熱到切削溫度的板 材作為切削工具。
[0057] 形成封閉式密封件的方法,其中將處于超冷液態(tài)區(qū)內的非晶態(tài)合金或包含非晶態(tài) 合金的復合材料推入到模具腔中、或部件之間或部件與模具之間,所述模具和/或部件也被 加熱到超冷液態(tài)區(qū)內。
[0058] 形成封閉式密封件的方法,其中將處于超冷液態(tài)區(qū)內的非晶態(tài)合金或包含非晶態(tài) 合金的復合材料擠壓到模具中、部件中、和/或其間,或擠壓通過模具、部件、和/或其間,所 述模具和/或部件也被加熱到超冷液態(tài)區(qū)內。
[0059] 形成封閉式密封件的方法,其中將處于超冷液態(tài)區(qū)內的非晶態(tài)合金或包含非晶態(tài) 合金的復合材料推入到模具腔或另一個部件中,所述模具和/或所述另一個部件也被加熱 到超冷液態(tài)區(qū)內。
[0060] 形成封閉式密封件的方法,其中將處于超冷液態(tài)區(qū)內的非晶態(tài)合金或包含非晶態(tài) 合金的復合材料二次成型到模具腔或另一個部件中,所述模具和/或所述另一個部件也被 加熱到超冷液態(tài)區(qū)內。
[0061] 形成封閉式密封件的方法,其中將處于超冷液態(tài)區(qū)內的非晶態(tài)合金或包含非晶態(tài) 合金的復合材料推入到模具腔中、或部件之間或部件與模具之間,所述模具和/或部件也被 加熱到低于超冷液態(tài)區(qū)。
[0062] 形成封閉式密封件的方法,其中將處于超冷液態(tài)區(qū)內的非晶態(tài)合金或包含非晶態(tài) 合金的復合材料擠壓到模具中、或部件、和/或其間、或擠壓通過模具、部件、和/或其間,所 述模具和/或部件也被加熱到低于超冷液態(tài)區(qū)。
[0063] 形成封閉式密封件的方法,其中將處于超冷液態(tài)區(qū)內的非晶態(tài)合金或包含非晶態(tài) 合金的復合材料推入到模具腔中或部件之間和/或部件或另一個部件中,所述模具、部件和 另一個部件也被加熱到低于超冷液態(tài)區(qū)。
[0064]形成封閉式密封件的方法,其中將處于超冷液態(tài)區(qū)內的非晶態(tài)合金或包含非晶態(tài) 合金的復合材料二次成型到模具腔中或部件之間、和/或部件或另一個部件之間,所述模 具、部件和另一個部件也被加熱到低于超冷液態(tài)區(qū)。
[0065]形成封閉式密封件的方法,其中通過激光、電阻爐或類似設備、電弧或類似設備、 或電感來加熱非晶態(tài)合金或包含非晶態(tài)合金的復合材料。
[0066]形成封閉式密封件的方法,其中所提供的整體凝固非晶態(tài)合金組合物是Zr/Ti基 的。
[0067]形成封閉式密封件的方法,其中所提供的整體凝固非晶態(tài)合金組合物是Zr基的。 [0068]形成封閉式密封件的方法,其中所提供的整體凝固非晶態(tài)合金組合物是Zr/Ti基 的且不含Ni。
[0069] 形成封閉式密封件的方法,其中所提供的整體凝固非晶態(tài)合金組合物是Zr/Ti基 的且不含A1。
[0070] 形成封閉式密封件的方法,其中所提供的整體凝固非晶態(tài)合金組合物是Zr/Ti基 的且不含Be。
[0071] 形成封閉式密封件的方法,其中所提供的整體凝固非晶態(tài)合金組合物是鉑基的。
[0072] 形成封閉式密封件的方法,其中所提供的整體凝固非晶態(tài)合金組合物是鈀基的。
[0073] 形成封閉式密封件的方法,其中所提供的整體凝固非晶態(tài)合金組合物是金基的。
[0074] 形成封閉式密封件的方法,其中所提供的整體凝固非晶態(tài)合金組合物是銀基的。
[0075] 形成和分離的方法,其中所提供的整體凝固非晶態(tài)合金組合物是銅基的。
[0076] 形成和分離的方法,其中所提供的整體凝固非晶態(tài)合金組合物是鐵基的。
[0077] 形成封閉式密封件的方法,其中整體凝固非晶態(tài)合金或包含非晶態(tài)合金的復合材 料是在真空下成型的。
[0078] 形成封閉式密封件的方法,其中整體凝固非晶態(tài)合金或包含非晶態(tài)合金的復合材 料是在惰性氣氛下成型的。
[0079] 形成封閉式密封件的方法,其中整體凝固非晶態(tài)合金或包含非晶態(tài)合金的復合材 料是在局部真空下成型的。
[0080] 形成封閉式密封件的方法,其中整體凝固非晶態(tài)合金或包含非晶態(tài)合金的復合材 料可以成型一次或多次。
[0081] 形成和分離的方法,其中最終部件的厚度可以大于合金的臨界鑄造厚度。
[0082] 形成封閉式密封件的方法,其中在壓力下將整體非晶態(tài)合金或包含非晶態(tài)合金的 復合材料冷卻到低于玻璃化轉變溫度的溫度。
[0083] 形成封閉式密封件的方法,其中密封件是由非晶態(tài)合金或包含非晶態(tài)合金的復合 材料制成的。
[0084] 形成封閉式密封件的方法,其中所述密封件可被用作導體。
[0085] 形成封閉式密封件的方法,其中所述模具、分離工具、部件也可由非晶態(tài)合金或包 含非晶態(tài)合金的復合材料制成。
[0086] 本文中使用的冠詞"a"、"an"等是指一個或一個以上(即,至少一個)的該冠詞修飾 的對象。例如,"聚合物樹脂"是指一種聚合物樹脂或多于一種的聚合物樹脂。術語"基本上" 與另一個術語結合使用用于描述本文中所公開的實施方案的一個特別的特征。本文中所述 的任何范圍都是包含端值的。在確定術語"約"所包括的范圍時,必須考慮在本申請中使用 該術語的上下文。例如,該術語可以是指小于或等于±10%,例如小于或等于±5%,例如小 于或等于±2%,例如小于或等于±1 %,例如小于或等于±0.5%,例如小于或等于土 0.2%,例如小于或等于±0.1 %,例如小于或等于±0.05%。
[0087] 非晶態(tài)合金
[0088] 非晶態(tài)或非結晶固體是指缺乏作為晶體的特征的晶格周期性的固體。如本文中使 用的,"非晶態(tài)固體"包括"玻璃",玻璃是一種在從低溫加熱到液體狀態(tài)期間表現(xiàn)出玻璃化 轉變的非晶態(tài)固體。其它類型的非晶態(tài)固體包括凝膠、薄膜、和納米結構材料。通常,非晶體 材料沒有晶體的長程有序特征,盡管它們由于化學鍵的性質而具有一些原子長度規(guī)模的短 程有序??梢詫⒕Ц裰芷谛宰鳛榉蔷B(tài)固體和晶態(tài)固體之間的區(qū)別,該晶格周期性可以通 過結構表征技術例如X射線衍射和透射電子顯微術來確定。
[0089] 術語有序和無序表示多粒子系統(tǒng)中某些對稱性或相關性的存在或不存在。術語 "長程有序"和"短程有序"是基于長度級別判斷材料中的秩序(order)。
[0090] 固體中秩序的最嚴格形式是晶格周期性:某一格式(單元晶胞中原子的排列)一再 重復,形成空間的平移恒定的結構。這是晶體的限定性特性。可能的對稱性已經(jīng)被分類為14 個布拉菲(Bra vais)點格和230個空間群。
[0091]晶格周期性代表了長程有序。只需要一個單元晶胞是已知的,那么就有可能借助 平移對稱來準確地預測任意距離處的所有原子位置。反向通常是成立的,除非在例如具有 完美確定性的結構但沒有晶格周期性的準晶體的情況中。
[0092]長程有序表征了其中相同樣品的遠距離部分表現(xiàn)出相關行為的物理系統(tǒng)。
[0093] 這可以表示為相關函數(shù),也就是自旋-自旋相關函數(shù):G(X,Xy =〈S(X),s(V)〉.。
[0094] 在上述函數(shù)中,s是自旋量子數(shù),X是特定系統(tǒng)內的距離函數(shù)。
[0095] 這個函數(shù)在x = x'時等于l(unity),且隨距離|x - X' |增加而減小。典型地,它在大 的距離處指數(shù)衰減到0,這時認為該系統(tǒng)是無序的。然而,如果相關函數(shù)在大的|x-X' I處衰 減到恒定值,那么可以說該系統(tǒng)具有長程有序。如果它作為距離的冪衰減到零,則稱其為準 長程有序。需要指出的是,大的IX-X' I值是相對的。
[0096]在限定系統(tǒng)的行為的一些參數(shù)是不隨時間演化的隨機變量(即,它們被淬滅或凍 結)時,可以說該系統(tǒng)呈現(xiàn)淬滅無序,例如自旋玻璃。它與退火無序相反,在退火無序中允許 隨機變量自己演化。本文中的實施方案包括包含淬火無序的系統(tǒng)。
[0097]非晶態(tài)金屬是具有無序的原子級結構的非晶態(tài)金屬材料。與作為晶態(tài)并由此原子 高度有序排列的大多數(shù)金屬相反,非晶態(tài)合金是非結晶的。在冷卻過程中直接從液態(tài)產(chǎn)生 這種無序結構的材料被稱為"玻璃",因此非晶態(tài)金屬通常稱為"金屬玻璃"或"玻璃態(tài)金 屬"。然而,除了極快速冷卻之外還有幾種辦法可以產(chǎn)生非晶態(tài)金屬,包括物理氣相沉積、固 態(tài)反應、離子照射、和機械合金化。非晶態(tài)合金是一整類材料,無論它們是如何制備的。
[0098]可以通過多種快速冷卻方法產(chǎn)生非晶態(tài)金屬。例如,可以通過將熔融金屬噴射或 注射到旋轉金屬盤上來產(chǎn)生非晶態(tài)金屬。以每秒數(shù)百萬度水平的急冷對于晶體形成來說是 過快的,且材料被"鎖定"為玻璃態(tài)。此外,可以采用充分低的臨界冷卻速率以允許形成厚層 (超過1毫米)的非晶態(tài)結構來產(chǎn)生非晶態(tài)金屬;這些被稱為整體金屬玻璃(BMG)。
[0099]非晶態(tài)金屬可以是合金而不是純金屬。合金可以包含顯著不同尺寸的原子,在熔 融狀態(tài)下產(chǎn)生低的自由體積(并因此產(chǎn)生比其它金屬和合金高直到數(shù)個數(shù)量級的粘度)。該 粘度防止原子充分移動而形成有序的晶格。這種材料結構可以在冷卻期間產(chǎn)生低的收縮以 及塑性變形抗性。由于沒有作為晶態(tài)材料的薄弱點的晶界,可以產(chǎn)生更好的磨損和侵蝕抗 性。非晶態(tài)金屬,盡管學術上是玻璃,但還可以比氧化物玻璃和陶瓷更具有堅韌性和更不具 有脆性。
[0100] 非晶體材料的熱傳導率可能低于晶體。為了實現(xiàn)即使在更慢冷卻過程中形成非晶 態(tài)結構,合金可由三種或更多種組分制成,產(chǎn)生具有更高勢能和更低形成機會的復晶單元。 非晶態(tài)合金的形成取決于若干因素:合金的組分的組成;組分的原子半徑必須顯著不同(超 過12% ),以實現(xiàn)高的堆積密度和低的自由體積;組分的組合應該具有負的混合熱,以抑制 結晶核化和延長熔融金屬處于過冷狀態(tài)的時間。然而,由于非晶態(tài)合金的形成基于許多不 同的變量,幾乎不可能事先確定合金組合物是否會形成非晶態(tài)合金。
[0101] 例如,硼、硅、磷、以及其它玻璃形成體與磁性金屬(鐵、鈷、鎳)的非晶態(tài)合金可能 是磁性的,具有低的矯頑磁性和高的電阻。高電阻在經(jīng)歷交變磁場時產(chǎn)生低的渦流損耗,這 對于例如作為變壓器磁芯來說是有用的。
[0102] 非晶態(tài)合金可具有多種可能有用的特性。特別地,它們傾向于比具有相似化學組 成的晶態(tài)合金更堅固,且它們可以承受比晶態(tài)合金更大的可逆("彈性")變形。非晶態(tài)金屬 的強度直接源于它們的非結晶結構,所述結構沒有任何限制晶態(tài)合金的強度的缺陷(例如 位錯)。一種稱為Vitreloy的現(xiàn)代非晶態(tài)金屬的拉伸強度幾乎是高級鈦的拉伸強度的兩倍。 然而,在室溫下金屬玻璃在負有張力時具有很差的延展性或沒有延展性。因此,有相當多的 興趣來產(chǎn)生由包含延展性晶態(tài)金屬的纖維或枝狀顆粒的金屬玻璃基質組成的金屬基質復 合材料,以改善延展性。
[0103] 整體非晶態(tài)合金的另一個有用的特性在于它們是真正的玻璃,這意味著它們在加 熱時軟化和流動。這允許容易地使用與用于聚合物的相似的技術進行加工,例如通過注射 模制來加工。結果,非晶態(tài)合金可用于制造運動設備、醫(yī)用器材、電子元件和設備、和薄膜。 可以通過高速度氧燃料技術沉積非晶態(tài)金屬的薄膜,作為防護涂層。
[0104] 術語"非晶態(tài)"也可以與術語"相"一起使用,如用于描述非晶態(tài)相的材料或組合物 或具有非晶態(tài)相的材料或組合物一術語"相"可以意指在熱力學相位圖中可以找到的相。相 是材料的物理性能遍及其中基本均勻的一種空間區(qū)域(熱力學系統(tǒng))。物理性能的實例包括 密度、折射指數(shù)、化學組成和晶格周期性。簡單的描述是:相是化學上均勻的、物理上獨特 的、且(經(jīng)常是)可機械分離的材料區(qū)域。在由玻璃罐中的冰和水組成的系統(tǒng)中,冰塊是第一 相,水是第二相,水上方的濕空氣是第三相。罐的玻璃是另一個單獨的相。
[0105] 非晶態(tài)金屬或非晶態(tài)合金可以意指包含金屬元素的材料,其只表現(xiàn)出短程有序一 在本申請中使用的術語"元素"是指元素周期表中的元素。由于近程有序,無定形物質有時 可以被稱作"玻璃質的"。因此,如上述所說明的,非晶態(tài)金屬或合金有時可以稱為"金屬玻 璃"或"整體金屬玻璃"(BMG)。
[0106] 材料可以具有非晶態(tài)相、晶態(tài)相、或其^者。非晶態(tài)相和晶態(tài)相可具有相同的化學 組成且只在顯微結構方面不同一即,一個是非晶態(tài)的,而另一個是晶態(tài)的。顯微結構定義為 通過顯微鏡以25 X放大倍數(shù)觀察到的材料的結構?;蛘?,兩種相可具有不同的化學組成和 顯微結構。例如,組合物可以為部分非晶態(tài)的、基本上非晶態(tài)的、或完全非晶態(tài)的。部分非晶 態(tài)的組合物可以意指其至少約5體積%是非晶態(tài)相的組合物,例如至少約10%、例如至少20 體積%、例如至少約40體積%、例如至少約60體積%、例如至少約80體積%、例如至少約90 體積%。術語"基本上"和"約"已經(jīng)在本申請的其它內容中有所定義。因此,至少基本上非晶 態(tài)的組合物可以意指至