[发明专利]通过快速电容器放电形成金属玻璃

权利要求书

1.一种使用快速电容器放电快速地加热和成型非晶态材料的方法，包括：

提供非晶态材料的样品，所述样品具有基本均匀的截面；

通过所述样品均匀地释放电能量子，以均匀地将所述样品的整体加热到处理温度，所述处理温度在非晶态材料的玻璃化温度和平衡熔点之间，并且同时施加变形力，以使被加热样品成型为非晶态成品；以及

将所述成品冷却到所述非晶态材料的玻璃化温度之下的温度。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述非晶态材料具有不随温度增加的电阻率。

3.根据权利要求1所述的方法，其中，所述样品的温度以至少500K/秒的速率增加。

4.根据权利要求1所述的方法，其中，所述非晶态材料具有不大于约1×10^-4℃^-1的每单位温度改变(S)的电阻率的相对改变以及室温(ρ₀)下约80至300μΩ-cm之间的电阻率。

5.根据权利要求1所述的方法，其中，电能量子至少约为100焦耳，并且放电时间常数在大约10μs至10ms之间。

6.根据权利要求1所述的方法，其中，所述处理温度约为所述非晶态材料的玻璃化温度和合金的平衡熔点之间的一半。

7.根据权利要求1所述的方法，其中，所述处理温度是使加热的非晶态材料的粘度为约1至10⁴ Pas-sec。

8.根据权利要求1所述的方法，其中，所述样品基本没有缺陷。

9.根据权利要求1所述的方法，其中，所述非晶态材料为基于选自由Zr、Pd、Pt、Au、Fe、Co、Ti、Al、Mg、Ni和Cu组成的组中的元素金属的合金。

10.根据权利要求1所述的方法，其中，释放所述电能量子的步骤经过至少两个连接至所述样品的相对端的电极发生，并在所述样品中生成电场，以及其中，所生成动态电场的电磁透入深度与进料的半径、宽度、厚度和长度相比较大。

11.根据权利要求10所述的方法，其中，所述样品在释放能量之前被预载到电极之间，以在电极/样品界面处生成等于电极材料的屈服强度以上的压力。

12.根据权利要求1所述的方法，其中，成型的步骤使用选自由注塑模具、动态铸造件、压印铸造件和吹塑模具所组成的组中的成型工具。

13.根据权利要求12所述的方法，其中，所述成型工具被优选加热到所述非晶态材料的玻璃化温度左右的温度。

14.根据权利要求1所述的方法，其中，施加变形力，使得被加热样品以足够慢的速率变形，来避免高韦伯数流动。

15.根据权利要求1所述的方法，其中，在大约100μs至1s之间的时间内完成样品的加热和成型。

16.根据权利要求1所述的方法，还包括在释放能量之前在样品中生成预脉冲，所述预脉冲的能量足够将界面处样品的温度升高到所述非晶态材料的玻璃化温度之上。

17.根据权利要求1所述的方法，其中，所述变形力是在释放能量期间施加给样品的张力变形力，以形成均匀截面的线或纤维。

18.根据权利要求17所述的方法，其中，冷氦流被吹到拉出的线或纤维以利于冷却。

19.一种用于快速加热和成型非晶态材料的快速电容器放电装置，包括：

非晶态材料的样品，所述样品具有基本均匀的截面；

电能源；

将所述电能源互连至所述非晶态材料的样品的至少两个电极，所述电极附接至所述样品，使得在所述电极和所述样品之间形成基本均匀的连接；

成型工具，以所述样品的形成关系进行设置；

其中，所述电能源能够产生足以均匀地将所述样品的整体加热到处理温度的电能量子，所述处理温度在非晶态材料的玻璃化温度和合金的平衡熔点之间；以及

其中，所述成型工具能够施加足以将所述加热的样品形成为净形成品的变形力。

20.根据权利要求19所述的装置，其中，所述成型工具选自由注塑模具、动态铸造件、压印铸造件和吹塑模具所组成的组。