[发明专利]用于金属玻璃的快速放电形成的涂覆有绝缘膜的进料桶

说明书

技术领域

本公开涉及涂覆有热和电绝缘膜的进料桶。该桶可用于通过快速电容放电形成(RCDF)技术对金属玻璃进行注模(injection molding)。

背景技术

在某些方面，美国专利公布No.8,613,813涉及利用电流的快速释放来快速加热和成型金属玻璃的方法。其中通过具有基本上均匀横断面的基本上无缺陷金属玻璃样品来释放量子电能，来快速加热样品至介于金属玻璃的玻璃化温度和金属玻璃形成合金的平衡熔化温度之间的处理温度，然后施加变形力将加热的样品成型为制品，接着冷却所述样品成为金属玻璃制品。

在某些方面，美国专利公布No.2013/0025814涉及利用RCDF方法注模金属玻璃制品的方法和装置，包括公开了一种绝缘进料桶或“桶”，用于电绝缘和机械限制加热的进料。每一个前述专利公布在此全部引用作为参考。

RCDF处理中，考虑到了能够经受多个RCDF周期的进料桶。通常，增韧陶瓷已被用于进料桶的基体。陶瓷是电绝缘和在高温下也化学稳定的，并且能展现充分的韧度。然而，陶瓷通常是相对昂贵的材料，并且使之增韧的各种工艺是繁复的、劳动密集的，并且明显增加了总体成本。陶瓷的加工通常是困难的，耗时并需要昂贵的模具。因此，即使使用增韧陶瓷可以得到延长的工具使用寿命，能经历多个RCDF周期，但鉴于高的总成本，陶瓷桶的每个RCDF周期的成本对于许多应用来说仍然过高。

仍然需要用于RCDF应用的替代桶，所述替代桶是电绝缘和耐损的以经受至少一个RCDF周期。在RCDF方法中与进料桶的性能相关的问题可以通过解除热和电标准与机械标准的耦合而得到解决。这可以通过使用具有机械弹性的桶基体，同时在桶基体的接触进料的内表面上设置绝缘膜来实现。

发明内容

本公开涉及一种进料桶，用在形成金属玻璃制品的RCDF方法中。在一些实施例中，用于使金属玻璃成型的RCDF装置包括进料桶，所述进料桶包括桶基体和设置在桶基体的内表面上的绝缘膜，该绝缘膜被配置为在进料被装入桶中时与进料样品相邻。

在一些实施例中，RCDF装置可包括被配置为加热金属玻璃进料样品的电能源。该电能源能电连接到置于进料桶的相对端上的一对电极中的至少一个。所述电极可以被配置为在进料样品被装入所述进料桶中时释放足以均匀地加热进料样品的电能。此外，RCDF装置可包括被设置为与进料具有形成关系的成型工具。所述成型工具可以被配置为施加足以使进料样品在加热时成型为制品的变形力。在一些实施例中，成型工具可以被配置为以足以避免结晶的速率冷却所述制品。

在各个实施例中，进料桶基体能表现出至少30MPa m^1/2平面应变断裂韧度和至少30MPa的屈服强度。在各个实施例中，绝缘膜具有等于或小于基体厚度5％的厚度t。在一些实施例中，绝缘膜可以具有等于或小于500μm的厚度t。

在各个实施例中，所述绝缘膜可以具有至少1x10⁵μΩ-cm的电阻率。在其他实施例中，绝缘膜可具有的电阻率比金属玻璃进料样品的电阻率高至少10³倍。在另外的实施例中，绝缘膜可具有大于1000V的“电介质击穿电压”。在其他实施例中，所述膜可具有至少5kV/mm的介电强度。

在另外的实施例中，所述膜可具有小于0.1s的“热驰时间”。在还有其他的实施例中，所述膜可具有小于0.1mm/s的热扩散率。在各个实施例中，所述绝缘膜具有机械的、热的和化学的稳定性以至于防止RCDF周期中的致命失败(catastrophic failure)。

在另一个实施例中，桶基体含有金属。

在再一个实施例中，桶基体含有金属，所述金属选自由低碳钢、不锈钢、镍合金、钛合金、铝合金、铜合金、黄铜和青铜以及纯金属(诸如，镍、铝、铜和钛)组成的组中。

在另一个实施例中，绝缘膜含有聚合物。

在另一个实施例中，绝缘膜含有纤维素材料。

在另一个实施例中，绝缘膜含有陶瓷。

在再一个实施例中，桶基体含有一种选自由聚四氟乙烯(polytetrafluroethylene)、酚醛树脂(phenolic resin)、高密度聚乙烯(high-density polyethylene)、低密度聚乙烯(low-density polyethylene)、Kapton聚酰亚胺膜(Kapton polyimide film)、红色绝缘清漆和纸组成的组中的材料。

在再一个实施例中，绝缘膜是独立的并通过粘合剂黏附到桶基体的内表面。