用于通过冷坩埚分配流体的歧管套环的制作方法

用于通过冷坩埚分配流体的歧管套环的制作方法
【专利摘要】本发明涉及用于通过冷坩埚分配流体的歧管套环，其中公开了温度调节容器和流体输送设备的实施例及其使用方法。所述容器可用于注塑装置中并且包括一条或多条温度调节管路，该温度调节管路被配置为使流体或液体在主体内流动(例如，以加热冷设备)。所述流体输送设备安装在所述装置中并具有套环，所述套环带有延伸穿过其中的开口以与所述容器密封配合。在所述套环内提供了输送通道以用于将流体的输入流引导至所述容器中。在所述套环内也可提供排出通道以用于引导来自所述容器的所述流体的输出流。
【专利说明】用于通过冷巧巧分配流体的歧管套环

【技术领域】
[0001] 本公开整体涉及向直列式注入系统的部件输送流体。更具体地，本公开涉及一种 设备，该设备用于将流体引导至系统中的至少一个容器W用于其温度调节。

【背景技术】
[0002] 可使用冷床烙炼系统来烙融金属或合金。容器可被设计为包括冷却剂系统，W在 加热/烙融过程期间强制冷却容器并吸收热量，或在将容器用于烙融之前对其加热。用于 烙融材料的冷却和烙融技术的例子包括渣壳烙融（也称为冷壁感应烙融）、等离子炉床烙 融/等离子弧烙融、和电子束烙融。所有该些技术可用于处理反应性金属，诸如铁、铅、給和 被W及它们的合金。在将材料注入模具中之前，一些注塑机使用感应线圈在容器或舟皿中 烙融材料。此类容器或舟皿也可利用温度调节技术。
[0003] 在烙融此类材料时，可使用水（或其他合适液体或流体）在烙融的材料和容器基 座本身之间传送热量。一些机器使用铜管来输送水。此类管通常在安装之后不得不围绕所 选择的容器或器皿被弯曲或变形和成形。当更换容器时，管通常也不得不被移动且有时被 更换并再次围绕所选择的容器被弯曲或变形和成形。


【发明内容】

[0004] -种根据本文实施例的所提议的解决方案用于在烙融材料时在直列式注入装置 或系统中输送流体（例如，至容器）。
[0005] 根据各种实施例，提供了一种设备，该设备具有套环，该套环具有延伸穿过其中的 开口；和在套环内的用于引导所述流体的输入流的输送通道。套环被配置为经由开口与温 度调节容器密封配合。输送通道被配置为将流体的输入流输送到温度调节容器中。在一个 实施例中，在套环内提供了排出通道W引导流体的输出流。排出通道被配置为将流体的输 出流从温度调节容器输出。
[0006] 根据各种实施例，提供了一种装置。该装置可包括；容器，所述容器被配置为接收 要在其中烙融的材料；热源，W用于烙融容器中的材料；冷却剂系统；和流体输送设备，W 用于输送来自冷却剂系统的流体。该流体输送设备具有带有延伸穿过其中的开口的套环和 在套环内的用于引导所述流体的输入流的输送通道。输送通道被配置为将流体的输入流输 送到容器中。容器在套环的开口中提供并且密封至该开口。容器具有一个或多个温度调节 通道，该温度调节通道被配置为使输送通道所接收的流体在其中流动，W用于在通过热源 烙融材料的过程中调节容器的温度。在一个实施例中，在套环内提供了排出通道W用于引 导流体的输出流。排出通道被配置为将流体的输出流从温度调节容器中输出。
[0007] 根据各种实施例，提供了一种方法。该方法可包括：将流体从冷却剂系统输送至流 体输送设备；使用流体输送设备将流体引导至容器的端部；操作相邻于容器提供的热源W 加热容器中的可烙性材料；W及通过使流体在容器内流动来调节容器的温度。该流体输送 设备具有带有延伸穿过其中的开口的套环和在套环内的用于引导流体的输入流的周向输 送通道。输送通道被配置为将流体的输入流输送到容器中。容器在套环的开口中提供并且 密封至该开口。容器具有一个或多个温度调节通道，该温度调节通道被配置为使输送通道 所接收的流体在其中流动W用于在操作热源期间调节容器的温度。在一个实施例中，在套 环内提供了排出通道W用于引导流体的输出流。排出通道被配置为将流体的输出流从温度 调节容器中输出。该方法可包括使用流体输送设备将流体的输出流从容器引导至冷却剂系 统。
[0008] 另外，根据实施例，用于在容器中烙融的材料包括BMG给料，并且可形成BMG部件。

【专利附图】

【附图说明】
[0009] 图1提供了示例性块体凝固型无定形合金的温度-粘度图。
[0010] 图2提供了示例性块体凝固型无定形合金的时间-温度-转变（TTT)图的示意图。
[0011] 图3示出了根据本教导内容的各种实施例的示例性注塑系统/装置的示意图。
[0012] 图4示出了根据本公开实施例的安装在注塑装置中的设备的剖面图。
[0013] 图5示出了图4中所示设备的细部图。
[0014] 图6和7不出了根据一个实施例的设备的侧视图和前视图。
[0015] 图8示出了根据一个实施例的设备的分解平面视图。
[0016] 图9示出了根据一个实施例的设备的一部分的细部图。
[0017] 图10示出了图4中所示容器的端部的细部图。

【具体实施方式】
[0018] 在本说明书中引用的所有出版物、专利和专利申请据此全文W引用方式并入。
[0019] 本文所用冠词"一个"和"一种"是指一个或多于一个（即，至少一个）冠词的语 法对象。W举例的方式，"聚合物树脂"意指一种聚合物树脂或多于一种聚合物树脂。本文 所引用的任何范围均包括端值在内。在本说明书的全文中所用的术语"基本上"和"约"用 于描述并考虑小的波动。例如，它们可W指小于或等于±5%，诸如小于或等于±2%、诸 如小于或等于±1%、诸如小于或等于±0. 5%、诸如小于或等于±0. 2%、诸如小于或等于 ±0. 1 %、诸如小于或等于±0. 05%。
[0020] 块体凝固型无定形合金或块体金属玻璃（"BMG")为最近开发的一类金属材料。 该些合金可W相对较慢的速度凝固和冷却，并且它们在室温下保持无定形的非结晶（即， 玻璃态）状态。无定形合金具有许多比其晶态对应物更优越的特性。然而，如果冷却速率 不够快，则晶体可能在冷却期间形成于合金内部，使得无定形状态的有益效果可能丧失。例 女口，制造块体无定形合金部件的一个挑战在于由缓慢冷却或合金原材料中的杂质所导致的 部件的局部结晶。由于在BMG部件中可能需要较高程度的非晶度（相反地，较低程度的结 晶度），因此需要开发用于铸造具有受控量的非晶度的BMG部件的方法。
[0021] 图1 (得自美国专利7, 575, 040)不出了来自由Liqui血etal Technologies制造 的化一Ti--Ni-化一Be族VIT-OOl系列的示例性块体凝固型无定形合金的粘度-温度曲 线图。应当指出的是，在形成无定形固体期间，不存在块体凝固型无定形金属的明显液体/ 固体转变。随着过冷却逐渐扩大，烙融的合金变得越来越粘，直至其在大约玻璃化转变温度 处接近固体形式。因此，块体凝固型无定形合金的凝固前沿的温度可为大约玻璃化转变温 度，此处出于拉出经浑火的无定形片材产品的目的，合金将实际上充当固体。
[0022] 图2 (得自美国专利7, 575, 040)示出了示例性块体凝固型无定形合金的时间-温 度-转变（TTT)冷却曲线或TTT图。与常规金属一样，块体凝固型无定形金属在冷却时不 会经历液体/固体结晶转变。相反，随着温度降低（接近玻璃化转变温度Tg),在高温（接 近"烙融温度"Tm)下发现的高度流体化的非晶态形式的金属变得更粘，最终呈现常规固体 的外在物理特性。
[0023] 尽管块体凝固型无定形金属并不存在液体/结晶转变，但可将"烙融温度"Tm定义 为对应结晶相的热力学液相线温度。在该机构下，块体凝固型无定形合金在烙融温度下的 粘度可处于约0. 1泊至约10, 000泊的范围内，并且甚至有时低于0. Ol泊。在"烙融温度" 下的较低粘度将提供使用块体凝固型无定形金属对壳体/模具的复杂精细部分进行更快 且完全的填充W便形成BMG部件。此外，烙融的金属形成BMG部件的冷却速率应使得在冷 却期间时间-温度曲线不横向穿过界定图2的TTT图中的结晶区的鼻形区域。在图2中， Tnose为其中结晶最为迅速且在最短时间尺度内出现的临界结晶温度Tx。
[0024] 过冷液相区（介于Tg与Tx之间的温度区域）是抵抗块体凝固型合金结晶的卓越 稳定性的体现。在该温度区内，块体凝固型合金可作为高粘度液体存在。块体凝固型合金 在过冷液相区中的粘度可W在玻璃化转变温度下的1〇1中a ? S低至结晶温度（过冷液相区 的高温极限）下的10中a之间变化。具有该种粘度的液体可在所施加的压力下经受显著 的塑性应变。本文的实施例利用过冷液相区中的较大塑性可成形性作为成形和分离方法。 [00巧]需要对Tx进行一些阐释。在技术上，TTT图中所示的鼻形曲线将Tx描述为温度和 时间的函数。因此，不管在加热或冷却金属合金时采取的是何种轨线，当碰到TTT曲线时， 就已达到Tx。在图2中，将Tx示出为虚线，因为Tx可从接近Tm变化至接近TgD
[0026] 图2的示意性TTT图示出了在时间-温度轨线（示出为（1)，作为示例性轨线）不 碰到TTT曲线的情况下，从处于或高于Tm至低于Tg的压铸加工方法。在压铸期间，成形与 快速冷却基本上同时发生W避免轨线碰到TTT曲线。在时间-温度轨线（示出为（2)、（3) 和（4)，作为示例性轨线）不碰到TTT曲线的情况下，从处于或低于Tg至低于Tm的超塑性 成形（SP巧加工方法。在SPF中，将无定形BMG重新加热到过冷液相区中，此处可用的加工 窗口可能比压铸大得多，从而导致工艺具备更佳的可控性。SPF工艺不需要快速冷却来避免 在冷却期间出现结晶。另外，如示例性轨线（2)、（3)和（4)所示，SPF可在SPF期间的最高 温度高于化ose或低于化ose、最高至约Tm的情况下进行。如果对一件无定形合金进行加 热且设法避免碰到TTT曲线，则已加热到"介于Tg与Tm之间"，但不会达到Tx。
[0027] W 2(TC /分钟的加热速率得到的块体凝固型无定形合金的典型差示扫描量热仪 (DSC)加热曲线主要描述了横跨TTT数据的特定轨线，其中将可能看到在某个温度下的Tg、 当DSC加热斜坡跨过TTT结晶起点时的Tx、W及当同一条轨线跨过烙融的温度范围时的最 终烙融峰。如果W如图2中的轨线（2)、（3)和（4)的倾斜升温部分所示的快速加热速率来 加热块体凝固型无定形合金，则可能完全避开TTT曲线，并且DSC数据将示出加热时的玻璃 化转变但无Tx。考虑此过程的另一种方式是，只要轨线（2)、（3)和（4)不碰到结晶曲线， 该些轨线便可落在TTT曲线的鼻部（W及甚至高于此的地方）与Tg线之间温度的任何位 置处。该仅仅意味着轨线的水平平台可能随着提高加工温度而大幅变短。
[0028] 扭
[0029] 本文中的术语"相"可指见于热力学相图中的相。相为遍及其中材料的所有物理特 性基本上是一致的空间（例如，热力学系统）区域。物理特性的实例包括密度、折射率、化 学组成、W及晶格周期性。将相简单地描述为材料的在化学上一致、在物理上不同和/或可 机械分离的区域。例如，在处于玻璃罐中的由冰和水构成的系统中，冰块为一个相，水为第 二相，水上方的湿空气为第H相。罐的玻璃为另一种分离相。相可W指固溶体，其可W是二 元、H元、四元或更多元的溶液或化合物，例如金属互化物。又如，无定形相不同于结晶相。
[0030] 余属、巧源余属巧非余属
[0031] 术语"金属"是指正电性的化学元素。本说明书中的术语"元素"通常是指可见于 元素周期表中的元素。在物理上，基态中的金属原子包含部分填充的带，具有接近占有态 的空态。术语"过渡金属"为元素周期表中第3族到第12族中的任何金属元素，其具有不 完全的内电子层，并且在一系列元素中在最大正电性和最小正电性之间起到过渡连接的作 用。过渡金属的特征在于多重价、有色化合物、W及形成稳定的络合离子的能力。术语"非 金属"是指不具有丢失电子和形成阳离子能力的化学元素。
[0032] 取决于应用，可使用任何合适的非金属元素，或它们的组合。合金（或"合金组合 物"）可包括多种非金属元素，例如至少两种、至少H种、至少四种、或更多种非金属元素。非 金属元素可W是见于元素周期表的第13-17族中的任何元素。例如，非金属元素可W是F、 Cl、Br、I、At、0、S、Se、Te、Po、N、P、As、Sb、Bi、C、Si、Ge、Sn、Pb和B中的任何一种。有时 候，非金属元素也可W是第13-17族中的某些准金属（例如，B、Si、Ge、As、Sb、Te和化）。 在一个实施例中，非金属元素可包括B、Si、C、P或它们的组合。因此，例如，合金可包括测 化物、碳化物、或它们两者。
[0033] 过渡金属元素可W是筑、铁、饥、铅、猛、铁、钻、媒、铜、锋、纪、铅、魄、钢、得、钉、 错、把、银、铺、給、值、鹤、鍊、饿、镶、钥、金、乗、伊（ruthe;rfordium)、锭（dubnium)、籍 (seaborgium)、被、饌' (hassium)、疑（meitnerium)(ununnilium)、轮（unununium)和 ununbium中的任何一种。在一个实施例中，包含过渡金属元素的BMG可具有Sc、Y、La、Ac、 Ti、Zr、Hf、V、佩、Ta、Cr、Mo、W、Mn、Tc、Re、Fe、Ru、Os、Co、化、Ir、Ni、PcU Pt、化、Ag、Au、Zn、 Cd和化中的至少一种。取决于应用，可使用任何合适的过渡金属元素、或它们的组合。所 述合金组合物可包括多种过渡金属元素，例如至少两种、至少H种、至少四种、或更多种过 渡金属兀素。
[0034] 当前所描述的合金或合金"样品"或"样本"合金可具有任何形状或尺寸。例如，所 述合金可具有微粒形状，其可具有例如球状、楠球状、线状、杆状、片状、薄片状或不规则形 状的形状。所述微粒可具有任何尺寸。例如，它可具有介于约1微米和约100微米之间的 平均直径，诸如介于约5微米和约80微米之间、诸如介于约10微米和约60微米之间、诸如 介于约15微米和约50微米之间、诸如介于约15微米和约45微米之间、诸如介于约20微 米和约40微米之间、诸如介于约25微米和约35微米之间。例如，在一个实施例中，微粒的 平均直径介于约25微米和约44微米之间。在一些实施例中，可使用更小的微粒诸如纳米 范围内的微粒，或者更大的微粒例如大于100微米的那些。
[00巧]合金样品或样本还可具有大得多的尺度。例如，它可W是块体结构组件，例如铸 块、电子设备的外壳/保护套或甚至是具有在毫米、厘米或米范围内的尺度的结构组件的 一部分。
[0036] 固溶体
[0037] 术语"固溶体"是指固体形式的溶体。术语"溶体"是指两种或更多种物质的混合 物，所述物质可为固体、液体、气体、或该些的组合。该混合物可为均质的或异质的。术语 "混合物"是指彼此结合并且通常能够分离的两种或更多种物质的组合物。一般来讲，该两 种或更多种物质彼此不化学结合。
[0038] 合余
[0039] 在一些实施例中，本文所描述的合金组合物可被完全合金化。在一个实施例中， 术语"合金"是指两种或更多种金属的均质混合物或固溶体，一种金属的原子取代或占据其 他金属的原子之间的间隙位置；例如，黄铜是锋和铜的合金。与复合物不同，合金可W指金 属基体中的一种或多种元素的部分的或完全的固溶体，诸如金属基体中的一种或多种化合 物。本文的术语合金可W指可给出单一固相微结构的完全固溶体合金也指可给出两种或更 多种相的部分溶体。本文所描述的合金组合物可W指包含合金的合金组合物，或包含含合 金复合物的合金组合物。
[0040] 因此，完全合金化的合金可具有均匀分布的成分，不管是固溶体相、化合物相、还 是它们两者。本文所使用的术语"完全合金化"可考虑误差容限内的微小变化。例如，其可W 指至少90%合金化的，诸如至少95%合金化的，诸如至少99%合金化的，诸如至少99. 5% 合金化的，诸如至少99. 9%合金化的。本文的百分比可W指体积百分比或重量百分比，该取 决于上下文。该些百分比可由杂质平衡，其就组成或相而言，可能不是合金的一部分。
[0041] 无定形或非晶杰固体
[0042] "无定形"或"非晶态固体"是指缺乏作为晶体特性的晶格周期性的固体。如本文 所用，"无定形固体"包括"玻璃"，其是在加热时通过玻璃化转变而软化并转变成类液体状 态的无定形固体。一般来讲，尽管无定形材料因化学键的性质而可在原子长度尺度下具有 一些短程有序，但是它们缺乏晶体的长程有序特性。基于通过结构表征技术诸如X射线衍 射和透射电子显微镜法所确定的晶格周期性，可区分无定形固体和晶态固体。
[0043] 术语"有序"和"无序"指定多粒子系统中一些对称性或相关性的存在或不存在。 术语"长程有序"和"短程有序"基于长度尺度来区分材料中的有序。
[0044] 固体中最严格形式的有序是晶格周期性；不断重复一定的样式（晶胞中的原子排 列）W形成平移不变的空间拼接（tiling)。该是晶体的限定属性。可能的对称性分为14 个布拉菲炬ravais)晶格和230个空间群。
[0045] 晶格周期性意味着长程有序。如果仅已知一个晶胞，则通过平移对称性可准确地 预测在任意距离处的所有原子位置。反过来通常是正确的，除了例如在具有完美确定性拼 接但不具有晶格周期性的准晶体中。
[0046] 长程有序表征其中相同样品的遥远部分展现相互关联的行为的物理系统。该可表 示为相关性函数，即自旋-自旋相关性函数；G(x，x' )=<s(x)，s(x')〉。
[0047] 在上面的函数中，S为自旋量子数，并且X为特定系统中的距离函数。当x = x'时 该函数等于1，并且随着距离|x-x' I增加而减小。通常，其在较大距离处指数衰减至零，并 且认为该系统为无序的。然而，如果相关性函数在大的I X-X' I处衰减至常数值，则可认为 该系统具有长程有序性。如果其作为距离的幕衰减至零，则可称其为准长程有序。注意，所 谓"大的I X-X' I "的值是相对的。
[0048] 当定义其行为的一些参数为不随时间变化的随机变量时（即它们是浑火或冷冻 的），则可认为系统呈现浑火无序，如自旋玻璃。该与退火无序相反，在退火无序中，随机变 量允许自己演变。本文的实施例包括包含浑火无序的系统。
[0049] 本文所述的合金可为晶态、部分晶态、无定形、或基本上无定形。例如，合金样品/ 样本可包括至少一些结晶度，具有处于纳米和/或微米范围内的尺寸的晶粒/晶体。作为 另外一种选择，合金可为基本上无定形的，例如完全无定形的。在一个实施例中，合金组合 物至少基本上不是无定形的，例如为基本上晶态的，诸如为完全晶态的。
[0050] 在一个实施例中，晶体或多个晶体在另外的无定形合金中的存在可理解为其中的 "结晶相"。合金的结晶度程度（或在一些实施例中简称为"结晶度"）可W指存在于合金中 的结晶相的量。所述程度可W指例如存在于合金中的晶体的分数。根据上下文，所述分数 可W指体积分数或重量分数。对无定形合金的"无定形"的量度可W是无定形度。无定形 度可用结晶度的程度来衡量。例如，在一个实施例中，具有低程度的结晶度的合金可被认为 具有高程度的无定形度。在一个实施例中，例如，具有60体积％结晶相的合金可具有40体 积％的无定形相。
[0051] 无定形合余或无定形余属
[0052] "无定形合金"为具有大于50体积％的无定形含量，优选大于90体积％的无定形 含量，更优选大于95体积％的无定形含量，并且最优选大于99体积％至几乎100体积％的 无定形含量的合金。注意，如上所述，无定形度高的合金相当于结晶度程度低。"无定形金 属"为具有无序的原子尺度结构的无定形金属材料。与为晶态并因此具有高度有序的原子 排列的大多数金属相比，无定形合金为非结晶的。其中该种无序结构由冷却期间的液体状 态直接产生的材料有时被称为"玻璃"。因此，通常将无定形金属称为"金属玻璃"或"玻璃 态金属"。在一个实施例中，块体金属玻璃（"BMG")可W指其微结构至少部分地为无定形 的合金。然而，除极其快速冷却外，还存在许多制备无定形金属的方式，包括物理气相沉积、 固态反应、离子福照、烙体纺丝和机械合金化。不管无定形合金是如何制备的，它们可能均 为单一类材料。
[0053] 无定形金属可通过多种快速冷却方法制备。例如，可通过将烙融的金属姗射到旋 转金属盘上来制备无定形金属。大约上百万度每砂的快速冷却可过快而不能形成结晶，并 因此将材料"锁定"在玻璃状态。此外，可W低至足W允许厚层中无定形结构形成的临界冷 却速率来制备无定形金属/合金，如块体金属玻璃。
[0054] 术语"块体金属玻璃（"BMG")、块体无定形合金（"BAA")和块体凝固型无定形 合金在本文中可互换使用。它们是指具有至少在毫米范围内的最小尺度的无定形合金。例 女口，所述尺度可为至少约0. 5mm、诸如至少约1mm、诸如至少约2mm、诸如至少约4mm、诸如至 少约5mm、诸如至少约6mm、诸如至少约8mm、诸如至少约10mm、诸如至少约12mm。取决于几 何形状，所述尺度可W指直径、半径、厚度、宽度、长度等。BMG也可为具有在厘米范围内的至 少一个尺度的金属玻璃，诸如至少约1. 0cm、诸如至少约2. 0cm、诸如至少约5. 0cm、诸如至 少约10. 0cm。在一些实施例中，BMG可具有至少在米范围内的至少一个尺度。BMG可呈现 上述的与金属玻璃有关的任何形状或形式。因此，在一些实施例中，本文所述的BMG在一个 重要方面可能不同于通过常规沉积技术制成的薄膜一前者可具有比后者大得多的尺度。
[00巧]无定形金属可为合金，而不是纯金属。该合金可包含显著不同尺寸的原子，从而导 致烙化状态中的低自由体积（并因此具有比其他金属和合金高至数个数量级的粘度）。该 粘度防止原子充分移动W形成有序的晶格。材料结构可导致冷却期间的低收缩率和对塑性 变形的抵抗性。晶界（在某些情况为晶态材料的弱点）的缺乏可例如导致对磨损和腐蚀的 更佳抵抗性。在一个实施例中，无定形金属（技术上讲，亦即玻璃）还可比氧化物玻璃和陶 瓷坚初得多且不那么脆。
[0056] 无定形材料的热导率可低于其晶态对应物的热导率。为了即使在较缓慢冷却期间 仍实现无定形结构的形成，该合金可由H种或更多种组分制成，从而导致具有较高势能和 较低形成几率的复杂晶体单元。无定形合金的形成可取决于多个因素；合金的组分的组成； 组分的原子半径（优选具有超过12%的显著区别W获得高堆积密度和低自由体积）及 负热量，该负热量混合组分的组合，抑制晶体成核，并延长烙融的金属处在过冷却状态下的 时间。然而，由于无定形合金的形成基于很多不同的变量，因此可能难W事先确定合金组合 物是否会形成无定形合金。
[0057] 例如，测、娃、磯及其他玻璃形成元素与磁性金属（铁、钻、媒）的无定形合金可为 磁性的，具有低矫顽磁力和高电阻。高电阻导致在经受交变磁场时因润流所致的低损耗，例 如作为变压器磁芯的有用性质。
[0058] 无定形合金可具有多种潜在有用的性质。具体地，它们趋于比类似化学组成的晶 态合金更强硬，并且它们可承受比晶态合金更大的可逆（"弹性"）变形。无定形金属的强 度直接源于它们的非晶态结构，所述非晶态结构可不具有限制晶态合金的强度的任何缺陷 (例如位错）。例如，一种现代无定形金属，称为Vitreloy?，具有几乎是高级铁的抗拉强度 两倍的抗拉强度。在一些实施例中，室温下的金属玻璃是不可延展的，并且当在受力情况下 加载时趋于突然失效，该限制了在注重可靠性的应用中的材料可应用性，因为即将发生的 失效是不可见的。因此，为了克服该挑战，可使用金属基体复合物，该金属基体复合物具有 包含可延展的晶态金属的枝晶粒子或纤维的金属玻璃基体。作为另外一种选择，可使用趋 于导致脆化的一种或多种元素（例如，Ni)含量低的BMG。例如，可W使用不含Ni的BMG来 提高BMG的延展性。
[0059] 块体无定形合金的另一种有用性质是它们可为真玻璃；换句话讲，它们可在加热 时软化并流动。该可允许W与聚合物几乎相同的方式进行简单加工，例如通过注塑。因此， 可使用无定形合金来制备运动器材、医疗设备、电子组件W及设备和薄膜。可经由高速氧燃 料技术来沉积无定形金属的薄膜作为保护性涂层。
[0060] 材料可具有无定形相、结晶相、或它们两者。无定形和结晶相可具有相同的化学组 成并且仅在微结构方面不同，即一者为无定形，而另一者为晶态。在一个实施例中的微结构 是指由显微镜W 25倍放大率或更高放大率显示的材料的结构。作为另外一种选择，该两个 相可具有不同的化学组成和微结构。例如，组合物可为部分无定形、基本上无定形、或完全 无定形的。
[0061] 如上所述，可通过合金中存在的晶体分数来测量非晶度的程度（并且反之为结晶 度的程度）。该程度可W指合金中存在的结晶相的体积分数或重量分数。部分地无定形的 组合物可W指其至少约5体积％，诸如至少约10体积％、诸如至少约20体积％、诸如至少 约40体积％、诸如至少约60体积％、诸如至少约80体积％、诸如至少约90体积％是无定 形相的组合物。已经在本申请的其他地方定义了术语"基本上"和"约"。因此，至少基本上 无定形的组合物可W指其至少约90体积％，诸如至少约95体积％、诸如至少约98体积％、 诸如至少约99体积％、诸如至少约99. 5体积％、诸如至少约99. 8体积％、诸如至少约99. 9 体积％为无定形的组合物。在一个实施例中，基本上无定形的组合物可具有存在于其中的 一些附带的微量的结晶相。
[0062] 在一个实施例中，相对于无定形相，无定形合金组合物可为均质的。在组成上均一 的物质为均质的。该与异质的物质相反。术语"组成"是指物质中的化学组成和/或微结构。 当将物质的体积划分成两半并且两半均具有基本上相同的组成时，该物质为均质的。例如， 当微粒息浮液的体积分为两半且两半均具有基本上相同体积的粒子时，该微粒息浮液为均 质的。然而，在显微镜下可能看到单独的粒子。均质物质的另一实例为空气，虽然空气中的 粒子、气体和液体可被单独分析或从空气中分离，但其中的不同成分相等地息浮。
[0063] 相对于无定形合金为均质的组合物可指具有在其整个微结构中基本上均匀分布 的无定形相的组合物。换句话讲，该组合物宏观上包括在整个组合物中基本上均匀分布的 无定形合金。在可供选择的实施例中，该组合物可为具有无定形相的复合物，该无定形相中 具有非无定形相。该非无定形相可为一种晶体或多种晶体。晶体可为任何形状例如球形、 楠球形、线形、杆形、片形、薄片形或不规则形状的微粒形式。在一个实施例中，其可具有枝 晶形式。例如，至少部分地无定形的复合组合物可具有分散于无定形相基体中的枝晶形状 的结晶相；该分散体可为均匀的或非均匀的，并且该无定形相和结晶相可具有相同或不同 的化学组成。在一个实施例中，它们具有基本上相同的化学组成。在另一个实施例中，结晶 相可W比BMG相更易延展。
[0064] 本文所描述的方法可应用于任何类型的无定形合金。类似地，本文中作为组合物 或制品的成分描述的无定形合金可为任何类型。无定形合金可包括元素Zr、Hf、TiXu、Ni、 Pt、Pd、化、Mg、Au、La、Ag、Al、Mo、佩、Be、或它们的组合。目P，合金可在其化学式或化学组成 中包括该些元素的任意组合。所述元素可W不同的重量或体积百分比存在。例如，铁"基" 合金可W指具有非轻微的重量百分比的铁存在于其中的合金，该重量百分比可为例如至少 约20重量％、诸如至少约40重量％、诸如至少约50重量％、诸如至少约60重量％、诸如至 少约80重量％。作为另外一种选择，在一个实施例中，上文所述的百分比可为体积百分比 而不是重量百分比。因此，无定形合金可为铅基、铁基、笛基、把基、金基、银基、铜基、铁基、 媒基、铅基、钢基等等。该合金还可W不含前述元素中的任一种W适合特定目的。例如，在 一些实施例中，该合金或包含合金的组合物可基本上不含媒、铅、铁、被或它们的组合。在一 个实施例中，该合金或复合物完全不含媒、铅、铁、被或它们的组合。
[0065] 例如，无定形合金可具有式狂r, Ti)。(Ni, Cu, Fe) b (Be, Al, Si, B)。，其中a、b和C各 自代表重量或原子百分比。在一个实施例中，W原子百分比计，a在30至75的范围内，b 在5至60的范围内，并且C在0至50的范围内。作为另外一种选择，无定形合金可具有式 狂r，Ti),(Ni，化)b炬e)。，其中a、b和C各自代表重量或原子百分比。在一个实施例中，W原 子百分比计，a在40至75的范围内，b在5至50的范围内，并且C在5至50的范围内。该 合金还可具有式狂r，Ti)。(Ni,化)b炬e)。，其中a、b和C各自代表重量或原子百分比。在一 个实施例中，W原子百分比计，a在45至65的范围内，b在7. 5至35的范围内，并且C在 10至37. 5的范围内。作为另外一种选择，合金可具有式狂r)。(佩，Ti)b (Ni,化)。(Al) d，其中 a、b、C和d各自代表重量或原子百分比。在一个实施例中，W原子百分比计，a在45至65 的范围内，b在O至10的范围内，C在20至40的范围内，并且d在7. 5至15的范围内。前 述合金体系的一个示例性实施例为由Liqui血etal Technologies (CA, USA))制造的商品名 为 Vitreloy?,诸如 Vitreloy-I 和 Viheloy-IOl 的 Zr-Ti-Ni-Qi-Be 基无定形合金。表 1 和表2中提供了不同系统的无定形合金的一些例子。
[0066] 表1 :示例巧无定形合余纽成成分
[0067]

【权利要求】
1. 一种设备，包括： 套环，所述套环具有延伸穿过其中的开口；以及 在所述套环内的用于引导流体的输入流的输送通道； 其中所述套环被配置为经由所述开口与温度调节容器密封配合，并且 其中所述输送通道被配置为将所述流体的输入流输送到所述温度调节容器中。
2. 根据权利要求1所述的设备，还包括在所述套环内的用于引导所述流体的输出流的 排出通道，其中所述排出通道被配置为从所述温度调节容器中输出所述流体的输出流。
3. 根据权利要求1所述的设备，其中所述套环被配置为用于注塑装置。
4. 根据权利要求1所述的设备，其中所述输送通道为在所述套环内的周向通道。
5. 根据权利要求2所述的设备，其中所述输送通道和所述排出通道为在所述套环内的 周向通道，并且其中所述输送通道和所述排出通道各自被配置为围绕所述开口。
6. 根据权利要求5所述的设备，还包括所述输送通道和所述排出通道之间的分隔器， 以避免流体的所述输入流和所述输出流的混合。
7. 根据权利要求6所述的设备，其中所述分隔器为环的形式，所述环内具有中心开口， 其中所述环的中心开口与所述套环的开口轴向对准，并且其中所述中心开口被配置为接收 穿过其中的所述温度调节容器。
8. 根据权利要求2所述的设备，其中所述输送通道和所述排出通道在所述套环内相对 于彼此偏移。
9. 根据权利要求1所述的设备，还包括与所述套环一体地形成的入口端口，其中所述 入口端口与所述输送通道流体地连接以输送流体的所述输入流。
10. 根据权利要求2所述的设备，还包括与所述套环一体地形成的出口端口，其中所述 出口端口与所述排出通道流体地连接以输出流体的所述输出流。
11. 一种装置，包括： 容器，所述容器被配置为接收要在其中熔融的材料； 热源，以用于熔融所述容器中的所述材料； 冷却剂系统；和 流体输送设备，以用于输送来自所述冷却剂系统的流体， 其中所述流体输送设备包括具有延伸穿过其中的开口的套环和在所述套环内的用于 引导所述流体的输入流的输送通道， 其中所述输送通道被配置为将所述流体的输入流输送到所述容器中， 其中所述容器在所述套环的所述开口中提供并且密封至所述开口，并且 其中所述容器包括一个或多个温度调节通道，所述温度调节通道被配置为使所述输送 通道所接收的流体在其中流动，以用于在通过所述热源熔融所述材料的过程中调节所述容 器的温度。
12. 根据权利要求11所述的装置，其中所述流体输送设备还包括在所述套环内的用于 引导所述流体的输出流的排出通道，并且其中所述排出通道被配置为从温度调节容器中输 出所述流体的输出流。
13. 根据权利要求12所述的装置，其中所述输送通道和所述排出通道为在所述套环内 的周向通道，并且其中所述输送通道和所述排出通道各自被配置为围绕所述开口。
14. 根据权利要求13所述的装置，还包括在所述套环内的所述输送通道和所述排出通 道之间的分隔器，以避免流体的所述输入流和所述输出流的混合。
15. 根据权利要求14所述的装置，其中所述分隔器为环的形式，所述环内具有中心开 口，其中所述环的中心开口与所述套环的开口轴向对准，并且其中所述中心开口被配置为 接收穿过其中的容器。
16. 根据权利要求12所述的装置，其中所述输送通道和所述排出通道在所述套环内相 对于彼此偏移。
17. 根据权利要求11所述的装置，其中所述装置为注塑装置，所述注塑装置还包括模 具，其中所述模具被配置为接收来自所述容器的熔融的材料以及将所述熔融的材料模塑成 部件；并且其中所述流体输送设备附接到所述模具。
18. -种方法，包括： 将流体从冷却剂系统输送至流体输送设备； 使用所述流体输送设备将所述流体引导至容器的端部； 操作相邻于所述容器提供的热源以加热所述容器中的可熔性材料；以及 通过使所述流体在所述容器内流动来调节所述容器的温度； 其中所述流体输送设备包括具有延伸穿过其中的开口的套环和在所述套环内的用于 引导所述流体的输入流的周向输送通道，其中所述输送通道被配置为将所述流体的输入流 输送到所述容器内，其中所述容器在所述套环的开口中提供并且密封至所述开口，并且 其中所述容器包括一个或多个温度调节通道，所述温度调节通道被配置为使所述输送 通道所接收的流体在其中流动，以用于在操作所述热源期间调节所述容器的温度。
19. 根据权利要求18所述的方法，其中所述流体输送设备还包括在所述套环内的用于 引导所述流体的输出流的排出通道，其中所述排出通道被配置为从所述容器中输出所述流 体的输出流，并且其中所述方法还包括：使用所述流体输送设备将所述流体的输出流从所 述容器引导至所述冷却剂系统。
20. 根据权利要求19所述的方法，其中所述输送通道和所述排出通道在所述套环内相 对于彼此偏移，并且其中所述容器的端部包括用于所述一个或多个温度调节通道的流体接 收入口和流体出口； 其中使用所述流体输送设备将所述流体引导至所述容器的端部还包括将所述流体引 导至所述容器的端部中的所述流体接收入口中，并且 其中将所述流体的输出流从所述容器引导至所述冷却剂系统还包括接收来自所述容 器的端部中的所述流体出口的流体的所述输出流。
【文档编号】C22B4/08GK104275478SQ201410328472
【公开日】2015年1月14日 申请日期:2014年7月11日 优先权日:2013年7月11日
【发明者】A·A·维里奥尔特, S·T·欧基夫, J·W·斯泰维克 申请人:科卢斯博知识产权有限公司