JP2019014968A - Amorphous alloy powder feedstock processing process - Google Patents

Abstract

To provide a method for producing feedstock comprising bulk metallic glass (BMG) having excellent mechanical properties.SOLUTION: A powder having the same weight percentage of elements of a BMG is compacted together with a binder, thereby realizing a BMG material excellent in mechanical properties without requiring high production cost.SELECTED DRAWING: None

Description

今日使用されている金属合金の大部分は、少なくとも初期段階で、凝固鋳造によって加
工処理されている。この金属合金は、融解され、金属製又はセラミック製の金型に流し込
まれ、ここで凝固する。金型は外され、この鋳造金属片は、そのまま使用又は更なる加工
処理に用いることができる。凝固及び冷却中に作り出される、殆どの材料の鋳放し構造は
、冷却速度に依存する。その変異の性質に関しては、一般規則は存在しないが、大部分は
、その構造は、冷却速度の変化と共に、徐々に変化するのみである。その一方で、バルク
凝固アモルファス合金に関しては、比較的急速な冷却によって作り出されるアモルファス
状態と、比較的緩徐な冷却によって作り出される結晶状態との間の変化は、程度ではなく
種類の変化であり、それらの２つの状態は、はっきり異なる特性を有する。 Most metal alloys used today are processed by solidification casting, at least in the early stages. The metal alloy is melted and poured into a metal or ceramic mold where it solidifies. The mold is removed and the cast metal piece can be used as it is or for further processing. The as-cast structure of most materials created during solidification and cooling depends on the cooling rate. There are no general rules regarding the nature of the mutation, but for the most part its structure only changes gradually with changes in cooling rate. On the other hand, for bulk-solidifying amorphous alloys, the change between the amorphous state created by relatively rapid cooling and the crystalline state created by relatively slow cooling is a type change, not a degree, and The two states have distinctly different characteristics.

バルク凝固アモルファス合金、すなわちバルク金属ガラス（「ＢＭＧ」）は、最近開発
された部類の金属材料である。これらの合金は、比較的穏やかな速度で、凝固及び冷却さ
せることができ、それらは、アモルファスの、非晶質（すなわち、ガラス質）状態を、室
温で保持する。このアモルファス状態は、特定用途に関して極めて有利なものとなり得る
。もし、冷却速度が十分に高速ではない場合には、冷却の間に、その合金の内部で結晶が
形成される恐れがあり、そのため、アモルファス状態の利益が一部又は完全に失われる。
例えば、バルクアモルファス合金部品の作製に伴うリスクの１つは、冷却の遅さ、又は原
材料中の不純物のいずれかによる、部分的結晶化である。 Bulk solidified amorphous alloys, or bulk metallic glass (“BMG”), is a recently developed class of metallic materials. These alloys can be solidified and cooled at a relatively moderate rate, and they maintain an amorphous, amorphous (ie, vitreous) state at room temperature. This amorphous state can be extremely advantageous for specific applications. If the cooling rate is not fast enough, crystals may form inside the alloy during cooling, so that the benefits of the amorphous state are partially or completely lost.
For example, one of the risks associated with the fabrication of bulk amorphous alloy parts is partial crystallization, either due to slow cooling or impurities in the raw material.

バルク凝固アモルファス合金は、様々な金属系で作製されている。それらの合金は、一
般的には、融解温度を超える温度から周囲温度へと急冷することによって調製される。一
般的には、アモルファス構造を達成するためには、約１０⁵℃／秒などの、高冷却速度が
必要である。バルク凝固合金が、結晶化を回避するよう冷却され、これによって冷却中に
アモルファス構造を構築し、維持することができる最低速度は、その合金に関する「臨界
冷却速度」と称される。この臨界冷却速度よりも高速の冷却速度を達成するためには、サ
ンプルから熱を抽出しなければならない。よって、アモルファス合金から製造される物品
の厚さはしばしば限定的な寸法になり、これは一般に「臨界（鋳造）厚さ」と呼ばれる。
アモルファス合金の臨界厚さは、臨界冷却速度を考慮に入れた、熱流計算により得ること
ができる。 Bulk solidified amorphous alloys are made of various metal systems. These alloys are generally prepared by quenching from a temperature above the melting temperature to ambient temperature. In general, to achieve an amorphous structure, a high cooling rate, such as about 10 ⁵ ° C / second, is required. The lowest rate at which a bulk solidified alloy can be cooled to avoid crystallization and thereby build and maintain an amorphous structure during cooling is referred to as the “critical cooling rate” for that alloy. In order to achieve a cooling rate faster than this critical cooling rate, heat must be extracted from the sample. Thus, the thickness of an article made from an amorphous alloy is often of a limited dimension, commonly referred to as the “critical (cast) thickness”.
The critical thickness of the amorphous alloy can be obtained by heat flow calculation taking into account the critical cooling rate.

９０年代前半までは、アモルファス合金の加工性は極めて限定されたものであり、容易
に入手可能なアモルファス合金は、粉末の形態、又は１００マイクロメートル未満の臨界
厚さを有する極薄の箔若しくはストリップのみであった。主にＺｒ及びＴｉ合金系をベー
スとするアモルファス合金の部類が、９０年代に開発され、それ以来、種々の元素をベー
スとする、より多くのアモルファス合金系が開発されている。これらのファミリーの合金
は、１０℃／秒未満の、遙かに低速の臨界冷却速度を有するため、それらの合金は、それ
らの以前の対応物よりも遙かに大きい臨界鋳造厚さを有する。しかしながら、これらの合
金系を利用し、及び／又は消費者向け電子機器における構成要素などの構造的構成要素へ
と成形するための方法に関しては、殆ど示されていない。具体的には、高アスペクト比の
製品（例えば、薄いシート）又は３次元中空製品に関しては、既存の成形方法又は加工処
理方法は、多くの場合、高い生産コストを生じさせる。更には、それらの既存の方法は多
くの場合、アモルファス合金で見られる望ましい機械的特性の多くが失われた製品を生産
する、という欠点を被る恐れがある。 Until the early 90s, the workability of amorphous alloys was very limited, and readily available amorphous alloys are in the form of powders or ultrathin foils or strips having a critical thickness of less than 100 micrometers It was only. A class of amorphous alloys based primarily on Zr and Ti alloy systems was developed in the 90s, and since then more amorphous alloy systems based on various elements have been developed. Because these families of alloys have a much slower critical cooling rate of less than 10 ° C./second, they have a critical casting thickness that is much greater than their previous counterparts. However, little is shown regarding methods for utilizing these alloy systems and / or forming into structural components such as components in consumer electronics. Specifically, for high aspect ratio products (eg, thin sheets) or three-dimensional hollow products, existing molding or processing methods often result in high production costs. Furthermore, these existing methods can often suffer from the disadvantage of producing products that have lost many of the desirable mechanical properties found in amorphous alloys.

本明細書で記述されるのは、ＢＭＧを含む原料を製造する方法である。この原料のため
に、粉末が圧密される。この粉末はＢＭＧの成分を有し、粉末の成分は、ＢＭＧのものと
同じ重量パーセントを有する。 Described herein is a method for producing a raw material containing BMG. Because of this raw material, the powder is compacted. This powder has a component of BMG, and the component of the powder has the same weight percent as that of BMG.

本明細書で記述されるのは、ＢＭＧを含む原料を製造する方法である。この原料のため
に、粉末がシース内に圧密される。粉末及びシースは合わせて、ＢＭＧの成分を有し、粉
末の成分は、ＢＭＧのものと同じ重量パーセントを有する。 Described herein is a method for producing a raw material containing BMG. Because of this raw material, the powder is consolidated in the sheath. The powder and sheath together have a component of BMG, and the component of the powder has the same weight percent as that of BMG.

例示的なバルク凝固アモルファス合金の温度−粘度図である。FIG. 3 is a temperature-viscosity diagram of an exemplary bulk solidified amorphous alloy.

例示的なバルク凝固アモルファス合金に関する、時間−温度−変態（Ｔ）図の概略図である。1 is a schematic diagram of a time-temperature-transformation (T) diagram for an exemplary bulk solidified amorphous alloy. FIG.

粉末を圧密する図である。It is a figure which compacts powder.

シース内に粉末を圧密する図である。It is a figure which compacts powder in a sheath.

本明細書に引用される全ての刊行物、特許、及び特許出願は、全体が、参照により本明
細書に組み込まれる。 All publications, patents, and patent applications cited herein are hereby incorporated by reference in their entirety.

冠詞「ａ」及び「ａｎ」は、本明細書では、１つ又は２つ以上（すなわち、少なくとも
１つ）の、その冠詞の文法的対象語を指すために使用される。例として、「ポリマー樹脂
（a polymer resin）」は、１つのポリマー樹脂又は２つ以上のポリマー樹脂を意味する
。本明細書に記載されるいずれの範囲も、包括的である。本明細書の全体を通して使用さ
れる用語「実質的に」及び「約」は、小規模な変動を記述及び説明するために使用される
。例えば、それらの用語は、±５％以下、例えば±２％以下、例えば±１％以下、例えば
±０．５％以下、例えば±０．２％以下、例えば±０．１％以下、例えば±０．０５％以
下を指すことができる。 The articles “a” and “an” are used herein to refer to one or more (ie, at least one) grammatical objects of the article. By way of example, “a polymer resin” means one polymer resin or more than one polymer resin. Any ranges set forth herein are inclusive. The terms “substantially” and “about” as used throughout this specification are used to describe and explain minor variations. For example, the terms are ± 5% or less, such as ± 2% or less, such as ± 1% or less, such as ± 0.5% or less, such as ± 0.2% or less, such as ± 0.1% or less, such as ± It can refer to 0.05% or less.

バルク凝固アモルファス合金、すなわちバルク金属ガラス（「ＢＭＧ」）は、最近開発
された部類の金属材料である。これらの合金は、比較的穏やかな速度で、凝固及び冷却さ
せることができ、それらは、アモルファスの、非晶質（すなわち、ガラス質）状態を、室
温で保持する。アモルファス合金は、それらの結晶性の対応物よりも、多くの優れた特性
を有する。しかしながら、冷却速度が十分に高速ではない場合には、冷却の間に、その合
金の内部で結晶が形成される恐れがあり、そのため、アモルファス状態の利益が失われる
恐れがある。例えば、バルクアモルファス合金部品の製造に伴う１つの重要な課題は、徐
冷又は合金原料中の不純物のいずれかによる、それらの部品の部分的な結晶化である。Ｂ
ＭＧ部品内では、高い程度のアモルファス化度（また反対に、低い程度の結晶化度）が望
ましいため、制御された量のアモルファス化度を有するＢＭＧ部品を鋳造するための方法
を開発する必要性がある。 Bulk solidified amorphous alloys, or bulk metallic glass (“BMG”), is a recently developed class of metallic materials. These alloys can be solidified and cooled at a relatively moderate rate, and they maintain an amorphous, amorphous (ie, vitreous) state at room temperature. Amorphous alloys have many superior properties than their crystalline counterparts. However, if the cooling rate is not sufficiently high, crystals may form within the alloy during cooling, and so the benefits of the amorphous state may be lost. For example, one important challenge associated with the manufacture of bulk amorphous alloy parts is the partial crystallization of those parts, either by slow cooling or by impurities in the alloy raw material. B
Within MG parts, a high degree of amorphization (and conversely, a low degree of crystallinity) is desirable, so there is a need to develop a method for casting BMG parts with a controlled amount of amorphization. There is.

図１（米国特許第７，５７５，０４０号より入手）は、Ｌｉｑｕｉｄｍｅｔａｌ Ｔｅ
ｃｈｎｏｌｏｇｙにより製造された、Ｚｒ−Ｔｉ−Ｎｉ−Ｃｕ−Ｂｅの種類のＶＩＴ−０
０１シリーズからの、例示的なバルク凝固アモルファス合金の粘度−温度グラフを示す。
アモルファス固体の形成の間、バルク凝固アモルファス金属に関しては、明確な液体／固
体変態が存在しないことに留意するべきである。この溶融合金は、ガラス転移温度近傍で
固体形態に近づくまで、過冷却の増大と共に、ますます粘稠になる。
したがって、バルク凝固アモルファス合金に関する凝固前面の温度は、ガラス転移温度
近傍とすることができ、その温度近傍で、この合金は、事実上、急冷アモルファスシート
製品を引き抜く目的に関して、固体として作用する。 FIG. 1 (obtained from US Pat. No. 7,575,040) is Liquidmetal Te.
VIT-0 of the type Zr-Ti-Ni-Cu-Be manufactured by technology
Figure 3 shows a viscosity-temperature graph of an exemplary bulk solidified amorphous alloy from the 01 series.
It should be noted that there is no clear liquid / solid transformation for bulk solidifying amorphous metals during the formation of amorphous solids. This molten alloy becomes increasingly viscous with increasing supercooling until it approaches a solid form near the glass transition temperature.
Thus, the temperature of the solidification front for the bulk solidified amorphous alloy can be near the glass transition temperature, at which point the alloy effectively acts as a solid for the purpose of drawing the quenched amorphous sheet product.

図２（米国特許第７，５７５，０４０号より入手）は、例示的なバルク凝固アモルファ
ス合金の、時間−温度−変態（ＴＴＴ）冷却曲線、すなわちＴＴＴ図を示す。バルク凝固
アモルファス金属は、従来型金属と同様に、冷却時に液体／固体の結晶化変態を起こさな
い。その代わりに、高温で（「融解温度」Ｔｍ近傍で）見出される、高度に流体の、非晶
質形態の金属は、温度が低減されるにつれて（ガラス転移温度Ｔｇ近傍まで）、より粘稠
になり、最終的に、従来型の固体の外面的な物理的特性を呈する。 FIG. 2 (obtained from US Pat. No. 7,575,040) shows a time-temperature-transformation (TTT) cooling curve, or TTT diagram, of an exemplary bulk solidified amorphous alloy. Bulk solidified amorphous metals, like conventional metals, do not undergo liquid / solid crystallization transformations upon cooling. Instead, highly fluid, amorphous forms of metals found at high temperatures (near the “melting temperature” Tm) become more viscous as the temperature is reduced (to near the glass transition temperature Tg). Finally, it exhibits the external physical properties of conventional solids.

バルク凝固アモルファス金属に関しては、液体／結晶化変態は存在しないにも関わらず
、対応する結晶相の熱力学的液相温度として、「融解温度」Ｔｍを定義することができる
。この体系の下では、バルク凝固アモルファス合金の融解温度での粘度は、約０．１ポア
ズ〜約１０，０００ポアズの範囲に、更に場合によっては、０．０１ポアズ未満にあるこ
とが可能である。この「融解温度」でのより低い粘度は、ＢＭＧ部品を成形するためのバ
ルク凝固アモルファス金属による、シェル／金型の複雑な部分のより速く完全な充填をも
たらす。
更には、ＢＭＧ部品を成形するための溶融金属の冷却速度は、冷却の間の時間−温度プ
ロファイルが、図２のＴＴＴ図内の結晶化領域を境界付けるノーズ形状領域を横断しない
ようなものでなければならない。図２では、Ｔノーズは、結晶化が最も急速であり、かつ
最短の時間スケールで生じる、臨界結晶化温度Ｔｘである。 For bulk solidified amorphous metals, the “melting temperature” Tm can be defined as the thermodynamic liquid phase temperature of the corresponding crystal phase, even though there is no liquid / crystallization transformation. Under this regime, the viscosity at the melting temperature of the bulk solidified amorphous alloy can range from about 0.1 poise to about 10,000 poise, and in some cases, less than 0.01 poise. . This lower viscosity at the “melting temperature” results in faster and complete filling of complex parts of the shell / mold with bulk solidified amorphous metal to form BMG parts.
In addition, the cooling rate of the molten metal to form the BMG part is such that the time-temperature profile during cooling does not cross the nose shaped region that bounds the crystallization region in the TTT diagram of FIG. There must be. In FIG. 2, T nose is the critical crystallization temperature Tx where crystallization is most rapid and occurs on the shortest time scale.

過冷却液体領域、すなわちＴｇ〜Ｔｘの温度領域は、バルク凝固合金の結晶化に対する
極度の安定性を明示するものである。この温度領域内では、バルク凝固合金は、高粘度の
液体として存在し得る。この過冷却液体領域内でのバルク凝固合金の粘度は、ガラス転移
温度での１０¹²Ｐａ・ｓから、結晶化温度である過冷却液体領域の高温限界での１０５Ｐ
ａ・ｓに至るまでの間で変化し得る。そのような粘度を有する液体は、加圧力の下で、実
質的な塑性歪みを経験し得る。本明細書の実施形態は、成形及び分離方法として、この過
冷却液体領域内での、大きい塑性成形性を利用する。 The supercooled liquid region, i.e., the temperature region from Tg to Tx, demonstrates extreme stability against crystallization of the bulk solidified alloy. Within this temperature range, the bulk solidified alloy can exist as a highly viscous liquid. The viscosity of the bulk solidifying alloy in the supercooled liquid region is from 10 ¹² Pa · s at the glass transition temperature, at a high temperature limit of the supercooled liquid region which is a crystallization temperature 105P
It can change in the range up to a · s. A liquid having such a viscosity can experience substantial plastic strain under pressure. Embodiments herein utilize the large plastic formability within this supercooled liquid region as a forming and separating method.

Ｔｘについて明確にする必要がある。技術的には、ＴＴＴ図に示されるノーズ形状の曲
線は、Ｔｘを温度及び時間の関数として説明する。それゆえ、金属合金を加熱又は冷却す
る間に辿る軌跡とは関係なく、このＴＴＴ曲線に当る場合に、Ｔｘに到達している。図２
では、Ｔｘは破線として示されるが、これは、Ｔｍの近位からＴｇの近位まで、Ｔｘが変
化し得るためである。 It is necessary to clarify Tx. Technically, the nose shaped curve shown in the TTT diagram describes Tx as a function of temperature and time. Therefore, Tx is reached when it hits this TTT curve, regardless of the trajectory followed during heating or cooling of the metal alloy. FIG.
Then Tx is shown as a dashed line because Tx can vary from proximal Tm to proximal Tg.

図２の概略的なＴＴＴ図は、時間−温度の軌跡（例示的軌跡として、（１）として示す
）がＴＴＴ曲線に当ることがない、Ｔｍ以上〜Ｔｇ未満のダイカストの加工処理方法を示
す。ダイカストの間、この成形は、軌跡がＴＴＴ曲線に当ることを回避するために、実質
的に急速冷却と同時に行われる。時間−温度の軌跡（例示的軌跡として、（２）、（３）
、及び（４）として示す）がＴＴＴ曲線に当ることがない、Ｔｇ以下からＴｍ未満までの
超塑性成形（ＳＰＦ）に関する加工処理方法。ＳＰＦでは、アモルファスＢＭＧは、過冷
却液体領域内へと再加熱され、利用可能な加工処理ウインドウは、ダイカストよりも遙か
に大きく、より良好なプロセスの可制御性をもたらすことが可能である。ＳＰＦプロセス
は、冷却の間の結晶化を回避するために、急速冷却を必要としない。また、例示的軌跡（
２）、（３）、及び（４）によって示されるように、ＳＰＦの間の最高温度が、Ｔノーズ
超又はＴノーズ未満、最大約Ｔｍとなる状態で、ＳＰＦを実施することができる。一個の
アモルファス合金を昇温させるが、ＴＴＴ曲線に当ることを回避するように管理する場合
には、「Ｔｇ〜Ｔｍ」に加熱しても、Ｔｘには到達していない。 The schematic TTT diagram of FIG. 2 shows a die casting processing method in which the time-temperature trajectory (shown as (1) as an exemplary trajectory) does not hit the TTT curve and is greater than or equal to Tm and less than Tg. During die casting, this shaping is performed at the same time as the rapid cooling to avoid the trajectory hitting the TTT curve. Time-temperature trajectory ((2), (3) as exemplary trajectories
, And (4)) does not hit the TTT curve, and a processing method for superplastic forming (SPF) from Tg or less to less than Tm. In SPF, amorphous BMG is reheated into the supercooled liquid region and the available processing window can be much larger than die casting, resulting in better process controllability. The SPF process does not require rapid cooling to avoid crystallization during cooling. An example trajectory (
As indicated by 2), (3), and (4), SPF can be performed with the highest temperature during SPF being above or below T nose and up to about Tm. Although the temperature of one amorphous alloy is raised, when it is managed so as to avoid hitting the TTT curve, Tx is not reached even when heated to “Tg to Tm”.

２０℃／分の加熱速度で得られる、バルク凝固アモルファス合金の典型的な示差走査熱
量計（ＤＳＣ）加熱曲線は、大部分は、ＴＴＴデータを横切る具体的な軌跡を説明するも
のであり、特定温度でのＴｇと、ＤＳＣ加熱傾斜がＴＴＴ結晶化開始と交差する場合のＴ
ｘと、最終的に、同じ軌跡が融解に関する温度範囲と交差する場合の融解ピークとが認め
られるであろう。図２の軌跡（２）、（３）、及び（４）の上り傾斜部分によって示され
るような急速な加熱速度で、バルク凝固アモルファス合金を加熱する場合には、ＴＴＴ曲
線を完全に回避することが可能であり、ＤＳＣデータは、加熱の際、ガラス転移を示すが
、Ｔｘは示さない。このことについての別の考察方法は、軌跡（２）、（３）、及び（４
）は、結晶化曲線に当らない限り、ＴＴＴ曲線のノーズ（及び更にその上方）〜Ｔｇ線の
温度内の、いずれの場所にも収まることができる点である。
そのことは、加工処理温度が上昇するにつれて、軌跡内の水平な平坦部が遙かに短くな
り得ることを単に意味する。
相 The typical differential scanning calorimeter (DSC) heating curve of bulk solidified amorphous alloys, obtained at a heating rate of 20 ° C./min, largely describes the specific trajectory across the TTT data. Tg at temperature and T when DSC heating ramp intersects TTT crystallization onset
x and eventually the melting peak where the same trajectory intersects the temperature range for melting will be observed. Avoid TTT curves completely when heating bulk solidified amorphous alloys at a rapid heating rate as shown by the up-tilted portions of trajectories (2), (3), and (4) in FIG. And DSC data show a glass transition upon heating but no Tx. Another way of thinking about this is the trajectories (2), (3), and (4
) Is a point that can fall anywhere within the TTT curve nose (and further above) to the temperature of the Tg line as long as it does not hit the crystallization curve.
That simply means that as the processing temperature increases, the horizontal flats in the trajectory can become much shorter.
phase

本明細書での用語「相」は、熱力学状態図内で見出すことができるものを指すことがで
きる。相は、その全体にわたって、材料の全ての物理的特性が本質的に均一である、空間
の領域（例えば、熱力学系）である。物理的特性の例としては、密度、屈折率、化学組成
、及び格子周期性が挙げられる。相の単純な説明は、化学的に均一であり、物理的にまっ
たく別であり、及び／又は機械的に分離可能な材料の領域である。例えば、ガラスジャー
内の、氷及び水からなる系では、その角氷が１つの相であり、水が第２の相であり、その
水の上の湿り空気が第３の相である。ジャーのガラスは、別の分離相である。相は、固溶
体を指すことがあり、２成分、３成分、４成分以上の溶体又は金属間化合物などの、化合
物であることができる。別の例としては、アモルファス相は、結晶相とは全く別である。
金属、遷移金属、及び非金属 As used herein, the term “phase” can refer to what can be found in a thermodynamic phase diagram. A phase is a region of space (eg, a thermodynamic system) throughout which all physical properties of the material are essentially uniform. Examples of physical properties include density, refractive index, chemical composition, and lattice periodicity. A simple description of a phase is a region of material that is chemically uniform, physically distinct, and / or mechanically separable. For example, in a system consisting of ice and water in a glass jar, the ice cube is one phase, water is the second phase, and humid air above the water is the third phase. Jar glass is another separate phase. A phase can refer to a solid solution and can be a compound such as a two-component, three-component, four-component or higher solution or intermetallic compound. As another example, the amorphous phase is completely different from the crystalline phase.
Metals, transition metals, and non-metals

用語「金属」は、電気陽性の化学元素を指す。本明細書での用語「元素」は、一般的に
は、周期表に見出すことができる元素を指す。物理的には、基底状態の金属原子は、空状
態を占有状態に近くする、部分的に満たされたエネルギー帯を含む。用語「遷移金属」と
は、不完全な内部電子殻を有し、一連の元素内の、最も電気陽性のものと最も電気陽性で
はないものとの間の遷移リンクとして役立つ、周期表の第３族〜第１２族の範囲内の金属
元素のうちのいずれかである。遷移金属は、複数の原子価、着色化合物、及び安定な錯イ
オンを形成する能力によって特徴付けられる。用語「非金属」は、電子を失って陽イオン
を形成する能力を有さない化学元素を指す。 The term “metal” refers to an electropositive chemical element. As used herein, the term “element” generally refers to an element that can be found in the periodic table. Physically, ground state metal atoms contain a partially filled energy band that makes the empty state close to the occupied state. The term “transition metal” is the third in the periodic table that has an incomplete internal electron shell and serves as a transition link between the most electropositive and the least electropositive in a set of elements. It is one of the metal elements within the range of Group 12 to Group 12. Transition metals are characterized by multiple valences, colored compounds, and the ability to form stable complex ions. The term “nonmetal” refers to a chemical element that does not have the ability to lose electrons and form a cation.

用途に応じて、任意の好適な非金属元素、又はそれらの組み合わせを使用することがで
きる。合金（又は「合金組成物」）は、少なくとも２つ、少なくとも３つ、少なくとも４
つ以上の非金属元素などの複数の非金属元素を含み得る。非金属元素は、周期表内の第１
３族〜第１７族内に見出される、いずれかの元素とすることができる。例えば、非金属元
素は、Ｆ、Ｃｌ、Ｂｒ、Ｉ、Ａｔ、Ｏ、Ｓ、Ｓｅ、Ｔｅ、Ｐｏ、Ｎ、Ｐ、Ａｓ、Ｓｂ、Ｂ
ｉ、Ｃ、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｓｎ、Ｐｂ、及びＢのうちのいずれか１つとすることができる。場
合により、非金属元素は、第１３族〜第１７族内の特定の半金属（例えば、Ｂ、Ｓｉ、Ｇ
ｅ、Ａｓ、Ｓｂ、Ｔｅ、及びＰｏ）を指すこともできる。一実施形態では、非金属元素と
しては、Ｂ、Ｓｉ、Ｃ、Ｐ、又はこれらの組み合わせを挙げることができる。したがって
、例えば、その合金は、ホウ化物若しくは炭化物、又は双方を含み得る。 Depending on the application, any suitable non-metallic elements, or combinations thereof, can be used. The alloy (or “alloy composition”) has at least 2, at least 3, at least 4
It may include a plurality of non-metallic elements such as one or more non-metallic elements. Nonmetallic elements are the first in the periodic table.
It can be any element found within Group 3 to Group 17. For example, the nonmetallic elements are F, Cl, Br, I, At, O, S, Se, Te, Po, N, P, As, Sb, B
It can be any one of i, C, Si, Ge, Sn, Pb, and B. In some cases, the non-metallic element may be a specific metalloid within group 13 to group 17 (e.g., B, Si, G
e, As, Sb, Te, and Po). In one embodiment, the non-metallic element can include B, Si, C, P, or a combination thereof. Thus, for example, the alloy can include borides or carbides, or both.

遷移金属元素は、スカンジウム、チタン、バナジウム、クロム、マンガン、鉄、コバル
ト、ニッケル、銅、亜鉛、イットリウム、ジルコニウム、ニオブ、モリブデン、テクネチ
ウム、ルテニウム、ロジウム、パラジウム、銀、カドミウム、ハフニウム、タンタル、タ
ングステン、レニウム、オスミウム、イリジウム、白金、金、水銀、ラザホージウム、ド
ブニウム、シーボーギウム、ボーリウム、ハッシウム、マイトネリウム、ウンウンニリウ
ム、ウンウンウニウム、及びウンウンビウムのうちのいずれかとすることができる。一実
施形態では、遷移金属元素含有ＢＭＧは、Ｓｃ、Ｙ、Ｌａ、Ａｃ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｖ
、Ｎｂ、Ｔａ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｗ、Ｍｎ、Ｔｃ、Ｒｅ、Ｆｅ、Ｒｕ、Ｏｓ、Ｃｏ、Ｒｈ、Ｉ
ｒ、Ｎｉ、Ｐｄ、Ｐｔ、Ｃｕ、Ａｇ、Ａｕ、Ｚｎ、Ｃｄ、及びＨｇのうちの少なくとも１
つを有し得る。用途に応じて、任意の好適な遷移金属元素、又はそれらの組み合わせを使
用することができる。合金組成物は、少なくとも２つ、少なくとも３つ、少なくとも４つ
以上の遷移金属元素など、複数の遷移金属元素を含み得る。 Transition metal elements are scandium, titanium, vanadium, chromium, manganese, iron, cobalt, nickel, copper, zinc, yttrium, zirconium, niobium, molybdenum, technetium, ruthenium, rhodium, palladium, silver, cadmium, hafnium, tantalum, tungsten , Rhenium, osmium, iridium, platinum, gold, mercury, rutherfordium, dobnium, seaborgium, bolium, hassium, mitonium, ununnilium, ununnium, and ununbium. In one embodiment, the transition metal element-containing BMG is Sc, Y, La, Ac, Ti, Zr, Hf, V
Nb, Ta, Cr, Mo, W, Mn, Tc, Re, Fe, Ru, Os, Co, Rh, I
at least one of r, Ni, Pd, Pt, Cu, Ag, Au, Zn, Cd, and Hg
Can have one. Depending on the application, any suitable transition metal element, or combinations thereof, can be used. The alloy composition may include a plurality of transition metal elements, such as at least 2, at least 3, at least 4 or more transition metal elements.

本明細書で説明される、合金又は合金「サンプル」又は「試料」合金は、任意の形状又
はサイズを有し得る。例えば、合金は、球形、楕円、ワイヤ状、ロッド状、シート状、フ
レーク状、又は不規則形状などの形状を有し得る、微粒子の形状を有し得る。この微粒子
は、任意のサイズを有し得る。例えば、その微粒子は、約５マイクロメートル〜約８０マ
イクロメートルなど、約１０マイクロメートル〜約６０マイクロメートルなど、約１５マ
イクロメートル〜約５０マイクロメートルなど、約１５マイクロメートル〜約４５マイク
ロメートルなど、約２０マイクロメートル〜約４０マイクロメートルなど、約２５マイク
ロメートル〜約３５マイクロメートルなどの、約１マイクロメートル〜約１００マイクロ
メートルの平均直径を有し得る。例えば、一実施形態では、微粒子の平均直径は、約２５
マイクロメートル〜約４４マイクロメートルである。一部の実施形態では、ナノメートル
の範囲のものなどの、より小さい微粒子、又は１００マイクロメートルよりも大きいもの
などの、より大型の微粒子を使用することができる。 An alloy or alloy “sample” or “specimen” alloy described herein may have any shape or size. For example, the alloy can have a particulate shape, which can have a shape such as a sphere, ellipse, wire, rod, sheet, flake, or irregular shape. The microparticles can have any size. For example, the microparticles can be about 5 micrometers to about 80 micrometers, such as about 10 micrometers to about 60 micrometers, such as about 15 micrometers to about 50 micrometers, such as about 15 micrometers to about 45 micrometers, etc. It may have an average diameter of about 1 micrometer to about 100 micrometers, such as about 25 micrometers to about 35 micrometers, such as about 20 micrometers to about 40 micrometers. For example, in one embodiment, the average diameter of the microparticles is about 25.
Micrometer to about 44 micrometers. In some embodiments, smaller particles, such as those in the nanometer range, or larger particles, such as those larger than 100 micrometers, can be used.

合金のサンプル又は試料はまた、遙かに大きい寸法のものにすることもできる。例えば
、インゴットなどのバルク構造構成要素、電子機器の筺体／ケーシングにすることができ
、又は更にミリメートル、センチメートル、又はメートルの範囲の寸法を有する構造的構
成要素の一部分とすることさえできる。
固溶体 The alloy sample or specimen can also be of much larger dimensions. For example, it can be a bulk structural component such as an ingot, an electronics enclosure / casing, or even part of a structural component having dimensions in the millimeter, centimeter, or meter range.
Solid solution

用語「固溶体」は、溶体の固体形態を指す。用語「溶体」は、固体、液体、気体、又は
これらの組み合わせとすることができる、２種以上の物質の混合物を指す。この混合物は
、均質又は不均質とすることができる。用語「混合物」とは、互いに組み合わされ、一般
的には分離することが可能である、２種以上の物質の組成物である。一般的には、それら
の２種以上の物質は、互いに化合されない。
合金 The term “solid solution” refers to the solid form of the solution. The term “solution” refers to a mixture of two or more substances that can be a solid, liquid, gas, or a combination thereof. This mixture can be homogeneous or heterogeneous. The term “mixture” is a composition of two or more substances that can be combined with each other and generally separated. In general, the two or more substances are not combined with each other.
alloy

一部の実施形態では、本明細書で説明される合金組成物は、完全に合金化することがで
きる。一実施形態では、「合金」とは、一方の原子が他方の原子に置き換わるか、又は原
子間の格子間位置を占有する、２種以上の金属の均質な混合物又は固溶体を指すものであ
り、例えば、黄銅は、亜鉛及び銅の合金である。合金とは、複合材料とは対照的に、金属
マトリックス中の１種以上の化合物などの、金属マトリックス中の１種以上の元素の部分
的又は完全な固溶体を指すことができる。本明細書での合金という用語は、単一の固相の
微細構造を呈し得る全率固溶合金、及び２つ以上の相を呈し得る部分的溶体の双方を指す
ことができる。本明細書で説明される合金組成物は、合金を含むもの、又は合金含有複合
材料を含むものを指すことができる。 In some embodiments, the alloy compositions described herein can be fully alloyed. In one embodiment, an “alloy” refers to a homogenous mixture or solid solution of two or more metals in which one atom replaces another atom or occupies an interstitial position between atoms. For example, brass is an alloy of zinc and copper. An alloy can refer to a partial or complete solid solution of one or more elements in a metal matrix, such as one or more compounds in the metal matrix, as opposed to a composite material. The term alloy herein may refer to both a fully solid solution alloy that may exhibit a single solid phase microstructure and a partial solution that may exhibit two or more phases. The alloy compositions described herein can refer to those comprising an alloy or those comprising an alloy-containing composite material.

それゆえ、完全に合金化した合金は、固溶体相であれ、化合物相であれ、又は双方であ
れ、その構成成分の均質な分布を有し得る。本明細書で使用される用語「完全に合金化さ
れた」は、許容誤差範囲内の僅かな変異を説明することができる。例えば、その用語は、
少なくとも９５％の合金化など、少なくとも９９％の合金化など、少なくとも９９．５％
の合金化など、少なくとも９９．９％の合金化などの、少なくとも９０％の合金化を指す
ことができる。本明細書での百分率は、文脈に応じて、体積百分率又は重量百分率のいず
れかを指すことができる。これらの百分率は、合金の部分ではない組成又は相の観点によ
るものとすることができる、不純物によって均衡させることができる。
アモルファス又は非晶質固体 Thus, a fully alloyed alloy can have a homogeneous distribution of its constituents, whether in solid solution phase, compound phase, or both. As used herein, the term “fully alloyed” can describe slight variations within tolerances. For example, the term is
At least 99.5%, such as at least 95% alloyed, such as at least 99% alloyed
May refer to at least 90% alloying, such as at least 99.9% alloying. Percentages herein can refer to either volume percentages or weight percentages, depending on the context. These percentages can be balanced by impurities, which can be in terms of compositions or phases that are not part of the alloy.
Amorphous or amorphous solid

「アモルファス」又は「非晶質固体」は、結晶に特徴的な格子周期性を欠く固体である
。本明細書で使用するとき、「アモルファス固体」は、ガラス転移を通じて、加熱される
と液体状の状態へと軟化及び変態するアモルファス固体である、「ガラス」を含む。一般
的には、アモルファス材料は、結晶に特徴的な長距離秩序を欠くが、それらのアモルファ
ス材料は、化学結合の性質による、原子の長さスケールでの何らかの短距離秩序を保有し
得る。アモルファス固体と結晶性固体との区別は、Ｘ線回折及び透過型電子顕微鏡検査な
どの構造特性評価技術によって決定される、格子周期性に基づいて行うことができる。 An “amorphous” or “amorphous solid” is a solid that lacks the lattice periodicity characteristic of crystals. As used herein, “amorphous solid” includes “glass”, which is an amorphous solid that softens and transforms into a liquid state upon heating through the glass transition. In general, amorphous materials lack the long-range order characteristic of crystals, but these amorphous materials can possess some short-range order on the atomic length scale due to the nature of chemical bonds. A distinction between amorphous and crystalline solids can be made based on lattice periodicity determined by structural characterization techniques such as X-ray diffraction and transmission electron microscopy.

用語「秩序」及び「無秩序」とは、多粒子系内での何らかの対称性又は相関性の有無を
指示する。用語「長距離秩序」及び「短距離秩序」は、長さスケールに基づいて、材料内
の秩序を区別する。 The terms “order” and “disorder” indicate the presence or absence of any symmetry or correlation within a multiparticulate system. The terms “long-range order” and “short-range order” distinguish order within a material based on a length scale.

固体における秩序の最も厳密な形態は格子周期性であり、特定のパターン（単位格子内
の原子配列）が何度も繰り返され、空間の並進的な一様の空間充填を形成する。この格子
周期性は、結晶の定義特性である。可能な対称性は、１４種のブラベー格子及び２３０種
の空間群に分類されている。 The most rigorous form of order in a solid is lattice periodicity, and a specific pattern (atom arrangement in a unit cell) is repeated many times to form a translational uniform space filling of the space. This lattice periodicity is a defining characteristic of crystals. The possible symmetries are grouped into 14 Bravey lattices and 230 space groups.

格子周期性は、長距離秩序を示唆するものである。１つの単位格子のみが知られる場合
には、その並進対称性によって、任意の距離での、全ての原子配置を正確に予測すること
が可能である。一般に逆も真であるが、ただし、例えば、完全に確定的な充填を有するが
、格子周期性を保有しない、準結晶の場合は例外である。 Lattice periodicity suggests long-range order. If only one unit cell is known, its translational symmetry makes it possible to accurately predict all atomic arrangements at an arbitrary distance. The converse is generally true, except in the case of, for example, quasicrystals that have a completely deterministic filling but do not possess lattice periodicity.

長距離秩序は、同じサンプルの遠隔の部分が、相関する挙動を呈する、物理系を特徴付
ける。この長距離秩序は、相関関数、すなわち次のスピン−スピン相関関数として表現す
ることができる。Ｇ（ｘ，ｘ’）＝＜ｓ（ｘ），ｓ（ｘ’）＞ Long-range order characterizes a physical system in which remote parts of the same sample exhibit correlated behavior. This long-range order can be expressed as a correlation function, that is, the next spin-spin correlation function. G (x, x ′) = <s (x), s (x ′)>

上記の関数では、ｓはスピン量子数であり、ｘは特定の系内の距離関数である。この関
数は、ｘ＝ｘ’である場合、単位元に等しく、距離｜ｘ−ｘ’｜が増大するにつれて減少
する。典型的には、この関数は、長距離で、指数関数的にゼロまで減衰し、その系は無秩
序であると見なされる。しかしながら、この相関関数が大きい｜ｘ−ｘ’｜で一定値へと
減衰する場合には、その系は長距離秩序を保有すると述べることができる。この関数が、
距離の累乗でゼロまで減衰する場合には、準長距離秩序と呼ぶことができる。大きい値の
｜ｘ−ｘ’｜を構成するものは、相対的であることに留意されたい。 In the above function, s is a spin quantum number and x is a distance function in a specific system. This function is equal to the identity element when x = x ′ and decreases as the distance | x−x ′ | increases. Typically, this function decays exponentially to zero over long distances and the system is considered disordered. However, if this correlation function decays to a constant value with a large | x−x ′ |, it can be stated that the system possesses long-range order. This function is
If it decays to zero with a power of distance, it can be called quasi-long-range order. Note that what constitutes a large value of | x−x ′ | is relative.

系は、その挙動を定義する一部のパラメータが、経時的に進展しないランダム変数であ
る（すなわち、それらが急冷又は凍結される）場合、急冷無秩序、例えば、スピングラス
を提示すると延べることができる。この急冷無秩序は、ランダム変数自体が進展すること
が可能な、焼鈍無秩序とは反対である。本明細書の実施形態は、急冷無秩序を含む系を包
含する。 A system can be extended by presenting a quenching disorder, eg, spin glass, if some of the parameters that define its behavior are random variables that do not evolve over time (ie, they are quenched or frozen). it can. This quenching disorder is the opposite of the annealing disorder in which the random variable itself can develop. Embodiments herein include systems that include a quenching disorder.

本明細書で説明される合金は、結晶性、部分結晶性、アモルファス、又は実質的アモル
ファスとすることができる。例えば、合金サンプル／試料は、少なくともある程度の結晶
化度を含み得るものであり、ナノメートル及び／又はマイクロメートルの範囲のサイズを
、結晶粒／結晶が有する。あるいは、合金は、十分にアモルファスであるなどの、実質的
アモルファスとすることができる。一実施形態では、合金組成物は、実質的に結晶性であ
るなど、完全に結晶性であるなどの、少なくとも実質的にアモルファスではない。 The alloys described herein can be crystalline, partially crystalline, amorphous, or substantially amorphous. For example, an alloy sample / specimen may include at least some degree of crystallinity, with the grains / crystals having a size in the nanometer and / or micrometer range. Alternatively, the alloy can be substantially amorphous, such as sufficiently amorphous. In one embodiment, the alloy composition is not at least substantially amorphous, such as substantially crystalline, such as fully crystalline.

一実施形態では、他のアモルファス合金中の１種の結晶又は複数種の結晶の存在は、そ
の合金中の「結晶相」として解釈することができる。合金の結晶化度の程度（又は一部の
実施形態では、略して「結晶化度」）とは、その合金中に存在する結晶相の量を指すこと
ができる。その程度とは、例えば、合金中に存在する結晶の分率を指すことができる。こ
の分率は、文脈に応じて、体積分率又は重量分率を指すことができる。アモルファス合金
がどの程度「アモルファス」であるかの尺度を、アモルファス化度とすることができる。
アモルファス化度は、結晶化度の程度の観点により測定することができる。例えば、一実
施形態では、低い程度の結晶化度を有する合金は、高い程度のアモルファス化度を有する
と述べることができる。一実施形態では、例えば、６０体積％の結晶相を有する合金は、
４０体積％のアモルファス相を有し得る。
アモルファス合金又はアモルファス金属 In one embodiment, the presence of one or more crystals in another amorphous alloy can be interpreted as a “crystalline phase” in that alloy. The degree of crystallinity of an alloy (or in some embodiments, “crystallinity” for short) can refer to the amount of crystalline phase present in the alloy. The degree can refer, for example, to the fraction of crystals present in the alloy. This fraction can refer to a volume fraction or a weight fraction, depending on the context. A measure of how “amorphous” an amorphous alloy can be is the degree of amorphization.
The degree of amorphization can be measured from the viewpoint of the degree of crystallinity. For example, in one embodiment, an alloy having a low degree of crystallinity can be described as having a high degree of amorphousness. In one embodiment, for example, an alloy having 60 volume percent crystalline phase is
It can have 40 volume% amorphous phase.
Amorphous alloy or amorphous metal

「アモルファス合金」とは、５０体積％超のアモルファス含有量、好ましくは９０体積
％超のアモルファス含有量、より好ましくは９５体積％超のアモルファス含有量、最も好
ましくは９９体積％超〜ほぼ１００体積％のアモルファス含有量を有する合金である。上
述のように、アモルファス化度が高い合金は、結晶化度の程度が同等に低いことに留意さ
れたい。「アモルファス金属」とは、無秩序な原子スケール構造を有するアモルファス金
属材料である。結晶性であることにより、高度に秩序化した原子配置を有する、殆どの金
属とは対照的に、アモルファス合金は非晶質である。そのような無秩序構造が、冷却の間
に液体状態から直接作り出される材料は、「ガラス」と称される場合がある。したがって
、アモルファス金属は、一般に「金属ガラス」又は「ガラス金属」と称される。一実施形
態では、バルク金属ガラス（「ＢＭＧ」）とは、その微細構造が少なくとも部分的にアモ
ルファスである合金を、指すことができる。しかしながら、アモルファス金属を作り出す
ためには、極度な急速冷却の他にも、物理蒸着、固相反応、イオン照射、メルトスピニン
グ、及び機械的合金化を含めた、幾つかの方法が存在する。アモルファス合金は、それら
が調製される方法とは関係なく、単一の部類の材料とすることができる。 “Amorphous alloy” means an amorphous content greater than 50% by volume, preferably greater than 90% by volume, more preferably greater than 95% by volume, most preferably greater than 99% by volume to almost 100% by volume. % Is an alloy with an amorphous content. As noted above, it should be noted that alloys with a high degree of amorphization have an equally low degree of crystallinity. An “amorphous metal” is an amorphous metal material having a disordered atomic scale structure. By being crystalline, amorphous alloys are amorphous, as opposed to most metals, which have a highly ordered atomic arrangement. The material in which such a disordered structure is created directly from the liquid state during cooling may be referred to as “glass”. Thus, amorphous metals are commonly referred to as “metallic glass” or “glass metal”. In one embodiment, bulk metallic glass (“BMG”) can refer to an alloy whose microstructure is at least partially amorphous. However, in addition to extreme rapid cooling, there are several ways to create amorphous metals, including physical vapor deposition, solid phase reaction, ion irradiation, melt spinning, and mechanical alloying. Amorphous alloys can be a single class of materials regardless of how they are prepared.

アモルファス金属は、様々な急冷法を通じて作り出すことができる。例えば、アモルフ
ァス金属は、回転する金属ディスク上に溶融金属をスパッタリングすることによって、作
り出すことができる。１秒当り約数百万度の急冷は、結晶が形成するには過度に高速であ
る得るため、その金属は、ガラス状態で「固定」される。また、アモルファス金属／合金
は、厚い層のアモルファス構造、例えば、バルク金属ガラスの形成を可能にするための、
十分に低速な臨界冷却速度で作り出すこともできる。 Amorphous metal can be produced through various quenching methods. For example, amorphous metal can be created by sputtering molten metal onto a rotating metal disk. A quench of about several million degrees per second can be too fast for crystals to form, so that the metal is “fixed” in the glassy state. Amorphous metals / alloys are also used to enable the formation of thick layer amorphous structures, such as bulk metallic glass.
It can also be produced at a sufficiently low critical cooling rate.

用語「バルク金属ガラス」（「ＢＭＧ」）、バルクアモルファス合金（「ＢＡＡ」）、
及びバルク凝固アモルファス合金は、本明細書で互換的に使用される。それらの用語は、
少なくともミリメートルの範囲の最小寸法を有する、アモルファス合金を指す。例えば、
その寸法は、少なくとも約１ｍｍなど、少なくとも約２ｍｍなど、少なくとも約４ｍｍな
ど、少なくとも約５ｍｍなど、少なくとも約６ｍｍなど、少なくとも約８ｍｍなど、少な
くとも約１０ｍｍなど、少なくとも約１２ｍｍなどの、少なくとも約０．５ｍｍとするこ
とができる。幾何学形状に応じて、その寸法は、直径、半径、厚さ、幅、長さなどを指す
ことができる。ＢＭＧはまた、少なくとも約１．０ｃｍなど、少なくとも約２．０ｃｍな
ど、少なくとも約５．０ｃｍなど、少なくとも約１０．０ｃｍなどの、センチメートルの
範囲の少なくとも１つの寸法を有する、金属ガラスとすることもできる。一部の実施形態
では、ＢＭＧは、少なくともメートルの範囲の、少なくとも１つの寸法を有し得る。ＢＭ
Ｇは、金属ガラスに関して、上述の形状又は形態のうちの、いずれかを呈することができ
る。したがって、本明細書で説明されるＢＭＧは、一部の実施形態では、重要な一態様で
の従来の堆積技術によって作製される薄膜とは異なるものとすることができ、前者のＢＭ
Ｇは、後者の薄膜よりも遙かに大きい寸法のものとすることができる。 The terms “bulk metallic glass” (“BMG”), bulk amorphous alloy (“BAA”),
And bulk-solidifying amorphous alloys are used interchangeably herein. These terms are
Refers to an amorphous alloy having a minimum dimension in the range of at least millimeters. For example,
The dimension is at least about 0.5 mm, such as at least about 1 mm, at least about 2 mm, at least about 4 mm, at least about 5 mm, at least about 6 mm, at least about 8 mm, at least about 10 mm, at least about 12 mm, etc. It can be. Depending on the geometry, the dimensions can refer to diameter, radius, thickness, width, length, etc. The BMG may also be a metallic glass having at least one dimension in the centimeter range, such as at least about 1.0 cm, such as at least about 2.0 cm, such as at least about 5.0 cm, such as at least about 10.0 cm. You can also. In some embodiments, the BMG may have at least one dimension in the range of at least meters. BM
G can exhibit any of the shapes or forms described above with respect to metallic glass. Thus, the BMG described herein may differ from thin films made by conventional deposition techniques in one important aspect in some embodiments, the former BM
G can be of a size much larger than the latter thin film.

アモルファス金属は、純金属ではなく、合金とすることができる。この合金は、著しく
異なるサイズの原子を含有し得ることにより、溶融状態で、低い自由体積がもたらされる
（またそれゆえ、他の金属及び合金よりも、桁違いとなるまでの高い粘度を有する）。こ
の粘度は、原子が、規則格子を形成するために十分に移動することを防ぐ。この材料構造
は、冷却の間の低収縮性、及び塑性変形に対する抵抗性をもたらし得る。一部の場合には
結晶性材料の弱点である、この結晶粒界の非存在は、例えば、磨耗及び腐食に対する、よ
り良好な抵抗性をもたらし得る。一実施形態では、技術的にはガラスであるが、アモルフ
ァス金属はまた、酸化物ガラス及びセラミックよりも遙かに強靭であり、脆性ではないも
のにすることもできる。 The amorphous metal can be an alloy rather than a pure metal. This alloy can contain atoms of significantly different sizes, resulting in a low free volume in the molten state (and therefore has a viscosity that is orders of magnitude higher than other metals and alloys). . This viscosity prevents atoms from moving sufficiently to form an ordered lattice. This material structure can provide low shrinkage during cooling and resistance to plastic deformation. This absence of grain boundaries, which in some cases is a weakness of crystalline materials, can result in better resistance to wear and corrosion, for example. In one embodiment, although technically glass, amorphous metals can also be much stronger and less brittle than oxide glasses and ceramics.

アモルファス材料の熱伝導率は、それらの結晶性対応物の熱伝導率よりも低いものにす
ることができる。より緩徐な冷却の間でも、アモルファス構造の形成を達成するために、
３種以上の構成成分で合金を作製して、より高いポテンシャルエネルギー、及びより低い
形成の確率を有する、複合結晶単位をもたらすことができる。アモルファス合金の形成は
、以下の幾つかの因子：合金の構成成分の組成と、構成成分の原子半径（好ましくは、高
い充填密度及び低い自由体積を達成するために、１２％超の有意差を有する）と、結晶核
生成を阻止し、溶融金属が過冷却状態に留まる時間を延長する、構成成分の組み合わせの
負の混合熱と、に応じて変化し得る。しかしながら、アモルファス合金の形成は、多種多
様な変数に基づくものであるため、合金組成物がアモルファス合金を形成するか否かを事
前に決定することは、困難な場合がある。 The thermal conductivity of amorphous materials can be lower than the thermal conductivity of their crystalline counterparts. To achieve the formation of an amorphous structure even during slower cooling,
Alloys with more than two components can be made to yield composite crystal units with higher potential energy and lower probability of formation. The formation of an amorphous alloy depends on several factors: the composition of the alloy components and the atomic radii of the components (preferably greater than 12% in order to achieve high packing density and low free volume). And the negative heat of mixing of the combination of components that prevents crystal nucleation and extends the time that the molten metal remains supercooled. However, since the formation of amorphous alloys is based on a wide variety of variables, it may be difficult to determine in advance whether the alloy composition forms an amorphous alloy.

例えば、ホウ素、ケイ素、リン、及び他のガラス形成剤と、磁性金属（鉄、コバルト、
ニッケル）とのアモルファス合金は、低い保磁力及び高い電気抵抗を有する、磁性のもの
とすることができる。この高い抵抗は、例えば、トランス用磁心として有用な特性である
、交番磁界に晒された場合の渦電流による低損失をもたらす。 For example, boron, silicon, phosphorus, and other glass formers and magnetic metals (iron, cobalt,
The amorphous alloy with nickel) can be magnetic with low coercivity and high electrical resistance. This high resistance results in low loss due to eddy currents when exposed to an alternating magnetic field, which is a characteristic useful as a magnetic core for a transformer, for example.

アモルファス合金は、潜在的に有用な、様々な特性を有し得る。具体的には、アモルフ
ァス合金は、同様の化学組成の結晶性合金よりも強固である傾向にあり、それらは結晶性
合金よりも大きい可逆性（「弾性」）変形に耐え得る。アモルファス金属は、それらの強
度を、それらの非晶質構造から直接導き出すものであり、この非晶質構造は、結晶性合金
の強度を制限する欠陥（転位などの）を全く有し得ない。例えば、Ｖｉｔｒｅｌｏｙ（商
標）として知られる、１つの最新のアモルファス金属は、高級チタンのほぼ２倍の引張り
強さを有する。一部の実施形態では、室温での金属ガラスは延性ではなく、張力が負荷さ
れると突然破損するが、このことは、差し迫った破壊が明白ではないため、信頼性が重要
な用途での、その材料の適用性を制限する。
それゆえ、この課題を克服するために、延性の結晶性金属の樹枝状の粒子又は繊維を含
有する、金属ガラスマトリックスを有する、金属マトリックス複合材料を使用することが
できる。あるいは、深刻化を引き起こす傾向がある元素（例えば、Ｎｉ）が少ないＢＭＧ
を使用することができる。例えば、Ｎｉを含まないＢＭＧを使用することにより、そのＢ
ＭＧの延性を改善することができる。 Amorphous alloys can have a variety of properties that are potentially useful. Specifically, amorphous alloys tend to be stronger than crystalline alloys of similar chemical composition, and they can withstand greater reversible (“elastic”) deformation than crystalline alloys. Amorphous metals derive their strength directly from their amorphous structure, which can have no defects (such as dislocations) that limit the strength of the crystalline alloy. For example, one state-of-the-art amorphous metal, known as Vitreloy ™, has a tensile strength approximately twice that of high-grade titanium. In some embodiments, the metallic glass at room temperature is not ductile and breaks suddenly when tension is applied, which is not evident in imminent failure, so in applications where reliability is important, Limit applicability of the material.
Therefore, to overcome this challenge, metal matrix composites with a metallic glass matrix containing ductile crystalline metal dendritic particles or fibers can be used. Or BMG with less elements (eg Ni) that tend to cause seriousness
Can be used. For example, by using BMG that does not contain Ni, the B
The ductility of MG can be improved.

バルクアモルファス合金の別の有用な特性は、これらが真性のガラスであり、換言すれ
ば、加熱により軟化及び流動し得ることである。このことは、ポリマーと殆ど同じ方法で
の、射出成形などによる、容易な加工処理を可能にする。結果として、アモルファス合金
は、スポーツ用品、医療用装置、電子部品及び電子装備、並びに薄膜を作製するために使
用することができる。アモルファス金属の薄膜は、高速酸素燃料技術を介して、保護コー
ティングとして堆積させることができる。 Another useful property of bulk amorphous alloys is that they are intrinsic glasses, in other words they can soften and flow with heating. This allows easy processing, such as by injection molding, in much the same way as a polymer. As a result, amorphous alloys can be used to make sports equipment, medical devices, electronic components and equipment, and thin films. Amorphous metal thin films can be deposited as protective coatings via high speed oxygen fuel technology.

材料は、アモルファス相、結晶相、又は双方を有し得る。これらのアモルファス相及び
結晶相は、同じ化学組成を有し、微細構造のみが異なる（すなわち、一方はアモルファス
であり、他方は結晶質である）ものとすることができる。一実施形態での微細構造は、２
５×以上の倍率の顕微鏡によって明らかとなるような材料の構造を指す。あるいは、これ
らの２つの相は、異なる化学組成及び微細構造を有し得る。例えば、組成物は、部分的ア
モルファス、実質的アモルファス、又は完全アモルファスとすることができる。 The material can have an amorphous phase, a crystalline phase, or both. These amorphous and crystalline phases can have the same chemical composition and differ only in microstructure (ie, one is amorphous and the other is crystalline). The microstructure in one embodiment is 2
It refers to the structure of a material as revealed by a microscope with a magnification of 5 × or more. Alternatively, these two phases can have different chemical compositions and microstructures. For example, the composition can be partially amorphous, substantially amorphous, or fully amorphous.

上述のように、アモルファス化度の程度（また反対に結晶化度の程度）は、合金中に存
在する結晶の分率によって測定することができる。その程度とは、合金中に存在する結晶
相の体積分率又は重量分率を指すことができる。部分的アモルファス組成物とは、少なく
とも約１０体積％など、少なくとも約２０体積％など、少なくとも約４０体積％など、少
なくとも約６０体積％など、少なくとも約８０体積％など、少なくとも約９０体積％など
の、少なくともその約５体積％がアモルファス相である組成物を指すことができる。用語
「実質的に」及び「約」は、本明細書中の他の場所で定義されている。したがって、少な
くとも実質的にアモルファスである組成物とは、少なくとも約９５体積％など、少なくと
も約９８体積％など、少なくとも約９９体積％など、少なくとも約９９．５体積％など、
少なくとも約９９．８体積％など、少なくとも約９９．９体積％などの、少なくともその
約９０体積％がアモルファスであるものを指すことができる。一実施形態では、実質的ア
モルファス組成物は、その中に存在する何らかの付随的な少量の結晶相を有し得る。 As described above, the degree of amorphization (and conversely, the degree of crystallinity) can be measured by the fraction of crystals present in the alloy. The degree can refer to the volume fraction or weight fraction of the crystalline phase present in the alloy. A partially amorphous composition includes at least about 10%, such as at least about 20%, such as at least about 40%, such as at least about 60%, such as at least about 80%, such as at least about 90%. , Which can refer to a composition at least about 5% by volume of which is in an amorphous phase. The terms “substantially” and “about” are defined elsewhere in this specification. Thus, a composition that is at least substantially amorphous includes at least about 95%, such as at least about 98%, such as at least about 99%, such as at least about 99.5%.
It can refer to at least about 90% by volume of which is amorphous, such as at least about 99.8% by volume, such as at least about 99.9% by volume. In one embodiment, the substantially amorphous composition can have any attendant minor crystalline phase present therein.

一実施形態では、アモルファス合金組成物は、アモルファス相に関して均質とすること
ができる。組成が均一である物質は均質である。このことは、不均質である物質とは対照
的である。用語「組成」とは、物質中の化学組成及び／又は微細構造を指す。物質は、そ
の物質の体積を半分に分割して、両半分が実質的に同じ組成を有する場合に、均質である
。例えば、微粒子懸濁液は、その微粒子懸濁液の体積を半分に分割して、両半分が実質的
に同じ体積の粒子を有する場合に、均質である。しかしながら、顕微鏡下で個々の粒子を
視認することが可能な場合もある。均質な物質の別の例は、空気であり、その空気中の種
々の成分は等しく浮遊するが、空気中の粒子、気体、及び液体は、個別に分析することが
でき、又は空気から分離することもできる。 In one embodiment, the amorphous alloy composition can be homogeneous with respect to the amorphous phase. A substance with a uniform composition is homogeneous. This is in contrast to materials that are heterogeneous. The term “composition” refers to the chemical composition and / or microstructure in a substance. A substance is homogeneous when the volume of the substance is divided in half and both halves have substantially the same composition. For example, a particulate suspension is homogeneous when the volume of the particulate suspension is divided in half and both halves have substantially the same volume of particles. However, it may be possible to see individual particles under a microscope. Another example of a homogeneous material is air, where the various components in the air are equally floating, but the particles, gases, and liquids in the air can be analyzed separately or separated from the air. You can also.

アモルファス合金に関して均質である組成とは、その微細構造の全体にわたって実質的
に均一に分布するアモルファス相を有するものを指すことができる。換言すれば、その組
成物は、組成物の全体にわたって実質的に均一に分布するアモルファス合金を巨視的に含
む。代替の実施形態では、この組成は、非アモルファス相をその中に有する、アモルファ
ス相を有する複合材料のものとすることができる。この非アモルファス相は、１つの結晶
又は複数の結晶とすることができる。それらの結晶は、球形、楕円、ワイヤ状、ロッド状
、シート状、フレーク状、又は不規則形状などの、任意の形状の微粒子の形態とすること
ができる。一実施形態では、結晶は、樹枝状形態を有し得る。例えば、少なくとも部分的
にアモルファスの複合組成物は、アモルファス相マトリックス中に分散する樹枝状結晶の
形状の結晶相を有し得るものであり、この分散は、均一又は不均一なものとすることがで
き、アモルファス相と結晶相とは、同じ化学組成又は異なる化学組成を有し得る一実施形
態では、それらの相は実質的に同じ化学組成を有し得る。別の実施形態では、結晶相は、
ＢＭＧ相よりも延性とすることができる。 A composition that is homogeneous with respect to an amorphous alloy can refer to one having an amorphous phase that is distributed substantially uniformly throughout its microstructure. In other words, the composition macroscopically comprises an amorphous alloy that is distributed substantially uniformly throughout the composition. In an alternative embodiment, the composition can be of a composite material having an amorphous phase with a non-amorphous phase therein. This non-amorphous phase can be a single crystal or multiple crystals. The crystals can be in the form of particulates of any shape, such as spherical, oval, wire, rod, sheet, flake, or irregular shape. In one embodiment, the crystals can have a dendritic morphology. For example, an at least partially amorphous composite composition may have a crystalline phase in the form of dendrites dispersed in an amorphous phase matrix, and this dispersion may be uniform or non-uniform. In one embodiment, the amorphous phase and the crystalline phase can have the same chemical composition or different chemical compositions, and the phases can have substantially the same chemical composition. In another embodiment, the crystalline phase is
It can be made more ductile than the BMG phase.

本明細書で説明される方法は、任意のタイプのアモルファス合金に適用可能とすること
ができる。同様に、組成物又は物品の成分として、本明細書で説明されるアモルファス合
金は、任意のタイプのものとすることができる。このアモルファス合金は、Ｚｒ、Ｈｆ、
Ｔｉ、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｐｔ、Ｐｄ、Ｆｅ、Ｍｇ、Ａｕ、Ｌａ、Ａｇ、Ａｌ、Ｍｏ、Ｎｂ、Ｂ
ｅの元素、又はこれらの組み合わせを含み得る。すなわち、この合金は、その化学式又は
化学組成中に、これらの元素のいずれかの組み合わせを含み得る。それらの元素は、種々
の重量百分率又は体積百分率で存在し得る。例えば、鉄「ベース」合金とは、その中に存
在する無視することができない重量百分率の鉄を有する、合金を指すことができ、その重
量百分率は、例えば、少なくとも約４０重量％など、少なくとも約５０重量％など、少な
くとも約６０重量％など、少なくとも約８０重量％などの、少なくとも約２０重量％など
とすることができる。あるいは、一実施形態では、上述の百分率は、重量百分率の代わり
に、体積百分率とすることができる。したがって、アモルファス合金は、ジルコニウムベ
ース、チタンベース、白金ベース、パラジウムベース、金ベース、銀ベース、銅ベース、
鉄ベース、ニッケルベース、アルミニウムベース、モリブデンベースなどとすることがで
きる。この合金はまた、特定の目的に適合するように、上述の元素のうちのいずれかを含
まない場合もある。例えば、一部の実施形態では、この合金、又はこの合金を含む組成物
は、ニッケル、アルミニウム、チタン、ベリリウム、又はこれらの組み合わせを実質的に
含まないものであり得る。一実施形態では、この合金又は複合材料は、ニッケル、アルミ
ニウム、チタン、ベリリウム、又はこれらの組み合わせを、全く含まない。 The methods described herein may be applicable to any type of amorphous alloy. Similarly, the amorphous alloy described herein as a component of the composition or article can be of any type. This amorphous alloy is composed of Zr, Hf,
Ti, Cu, Ni, Pt, Pd, Fe, Mg, Au, La, Ag, Al, Mo, Nb, B
e elements, or combinations thereof. That is, the alloy may include any combination of these elements in its chemical formula or chemical composition. These elements can be present in various weight or volume percentages. For example, an iron “base” alloy can refer to an alloy having a non-negligible weight percentage of iron present therein, the weight percentage being at least about 40% by weight, for example, at least about 40% by weight. It may be at least about 20%, such as 50%, such as at least about 60%, such as at least about 80%. Alternatively, in one embodiment, the percentages described above can be volume percentages instead of weight percentages. Therefore, amorphous alloys are zirconium based, titanium based, platinum based, palladium based, gold based, silver based, copper based,
It can be an iron base, a nickel base, an aluminum base, a molybdenum base, or the like. The alloy may also not include any of the above-described elements to suit a particular purpose. For example, in some embodiments, the alloy, or a composition comprising the alloy, can be substantially free of nickel, aluminum, titanium, beryllium, or combinations thereof. In one embodiment, the alloy or composite material does not include any nickel, aluminum, titanium, beryllium, or combinations thereof.

例えば、このアモルファス合金は、式（Ｚｒ，Ｔｉ）_a（Ｎｉ，Ｃｕ，Ｆｅ）_b（Ｂｅ，
Ａｌ，Ｓｉ，Ｂ）_cを有し得るものであり、式中、ａ、ｂ、及びｃはそれぞれ、重量百分
率又は原子百分率を表す。一実施形態では、原子百分率で、ａは３０〜７５の範囲であり
、ｂは５〜６０の範囲であり、ｃは０〜５０の範囲である。あるいは、このアモルファス
合金は、式（Ｚｒ，Ｔｉ）_a（Ｎｉ，Ｃｕ）_b（Ｂｅ）_cを有し得るものであり、式中、ａ
、ｂ、及びｃはそれぞれ、重量百分率又は原子百分率を表す。一実施形態では、原子百分
率で、ａは４０〜７５の範囲であり、ｂは５〜５０の範囲であり、ｃは５〜５０の範囲で
ある。この合金はまた、式（Ｚｒ，Ｔｉ）_a（Ｎｉ，Ｃｕ）_b（Ｂｅ）_cを有し得るもので
もあり、式中、ａ、ｂ、及びｃはそれぞれ、重量百分率又は原子百分率を表す。一実施形
態では、原子百分率で、ａは４５〜６５の範囲であり、ｂは７．５〜３５の範囲であり、
ｃは１０〜３７．５の範囲である。あるいは、この合金は式（Ｚｒ）_a（Ｎｂ，Ｔｉ）_b（
Ｎｉ，Ｃｕ）_c（Ａｌ）_dを有し得るものであり、式中、ａ、ｂ、ｃ、及びｄはそれぞれ、
重量百分率又は原子百分率を表す。一実施形態では、原子百分率で、ａは４５〜６５の範
囲であり、ｂは０〜１０の範囲であり、ｃは２０〜４０の範囲であり、ｄは７．５〜１５
の範囲である。上述の合金系の例示的一実施形態は、Ｌｉｑｕｉｄｍｅｔａｌ Ｔｅｃｈ
ｎｏｌｏｇｉｅｓ（ＣＡ，ＵＳＡ）によって製作されるような、Ｖｉｔｒｅｌｏｙ−１及
びＶｉｔｒｅｌｏｙ−１０１などの、商品名Ｖｉｔｒｅｌｏｙ（商標）の、Ｚｒ−Ｔｉ−
Ｎｉ−Ｃｕ−Ｂｅベースのアモルファス合金である。種々の系のアモルファス合金の一部
の実施例が、表１及び表２に記載される。

For example, this amorphous alloy has the formula (Zr, Ti) _a (Ni, Cu, Fe) _b (Be,
Al, Si, B) _c , where a, b, and c each represent a weight percentage or an atomic percentage. In one embodiment, in atomic percent, a is in the range of 30-75, b is in the range of 5-60, and c is in the range of 0-50. Alternatively, the amorphous alloy can have the formula (Zr, Ti) _a (Ni, Cu) _b (Be) _c , where a
, B, and c each represent a weight percentage or an atomic percentage. In one embodiment, in atomic percent, a is in the range of 40-75, b is in the range of 5-50, and c is in the range of 5-50. The alloy may also have the formula (Zr, Ti) _a (Ni, Cu) _b (Be) _c , where a, b, and c represent weight percentage or atomic percentage, respectively. In one embodiment, in atomic percent, a is in the range of 45-65, b is in the range of 7.5-35,
c is in the range of 10-37.5. Alternatively, the alloy has the formula (Zr) _a (Nb, Ti) _b (
Ni, Cu) _c (Al) _d , where a, b, c, and d are each
Represents weight percentage or atomic percentage. In one embodiment, in atomic percent, a is in the range of 45-65, b is in the range of 0-10, c is in the range of 20-40, and d is 7.5-15.
Range. One exemplary embodiment of the alloy system described above is Liquidmetal Tech.
Zr-Ti- of the trade name Vitreloy (TM), such as Vitreloy-1 and Vitreloy-101, as produced by nologies (CA, USA).
It is a Ni—Cu—Be based amorphous alloy. Some examples of various systems of amorphous alloys are listed in Tables 1 and 2.

その他の例示的な鉄系合金には、例えば米国特許出願公開第２００７／００７９９０７
号及び同第２００８／０１１８３８７号に開示されている組成物が挙げられる。これらの
組成物には、Ｆｅ（Ｍｎ，Ｃｏ，Ｎｉ，Ｃｕ）（Ｃ，Ｓｉ，Ｂ，Ｐ，Ａｌ）系が含まれ、
Ｆｅ含有量は６０〜７５原子パーセント、（Ｍｎ，Ｃｏ，Ｎｉ，Ｃｕ）の合計は５〜２５
原子パーセントの範囲内、及び（Ｃ，Ｓｉ，Ｂ，Ｐ，Ａｌ）の合計は８〜２０原子パーセ
ントの範囲内であり、例示的な組成はＦｅ４８Ｃｒ１５Ｍｏ１４Ｙ２Ｃ１５Ｂ６である。
また、Ｆｅ−Ｃｒ−Ｍｏ−（Ｙ，Ｌｎ）−Ｃ−Ｂ、Ｃｏ−Ｃｒ−Ｍｏ−Ｌｎ−Ｃ−Ｂ、Ｆ
ｅ−Ｍｎ−Ｃｒ−Ｍｏ−（Ｙ，Ｌｎ）−Ｃ−Ｂ、（Ｆｅ，Ｃｒ，Ｃｏ）−（Ｍｏ，Ｍｎ）
−（Ｃ，Ｂ）−Ｙ、Ｆｅ−（Ｃｏ，Ｎｉ）−（Ｚｒ，Ｎｂ，Ｔａ）−（Ｍｏ，Ｗ）−Ｂ，
Ｆｅ−（Ａｌ，Ｇａ）−（Ｐ，Ｃ，Ｂ，Ｓｉ，Ｇｅ）、Ｆｅ−（Ｃｏ，Ｃｒ，Ｍｏ，Ｇａ
，Ｓｂ）−Ｐ−Ｂ−Ｃ、（Ｆｅ，Ｃｏ）−Ｂ−Ｓｉ−Ｎｂ合金、及びＦｅ−（Ｃｒ−Ｍｏ
）−（Ｃ，Ｂ）−Ｔｍにより記述される合金系が挙げられ、Ｌｎはランタニド元素、Ｔｍ
は遷移金属元素を示す。更に、このアモルファス合金は、米国特許出願公開第２０１０／
０３００１４８号に記述される例示的組成物Ｆｅ８０Ｐ１２．５Ｃ５Ｂ２．５、Ｆｅ８０
ＰｌｌＣ５Ｂ２．５Ｓｉｌ．５、Ｆｅ７４．５Ｍｏ５．５Ｐ１２．５Ｃ５Ｂ２．５、Ｆｅ
７４．５Ｍｏ５．５ＰｌｌＣ５Ｂ２．５Ｓｉｌ．５、Ｆｅ７０Ｍｏ５Ｎｉ５Ｐ１２．５Ｃ
５Ｂ２．５、Ｆｅ７０Ｍｏ５Ｎｉ５ＰｌｌＣ５Ｂ２．５Ｓｉｌ．５、Ｆｅ６８Ｍｏ５Ｎｉ
５Ｃｒ２Ｐ１２．５Ｃ５Ｂ２．５、及びＦｅ６８Ｍｏ５Ｎｉ５Ｃｒ２ＰｌｌＣ５Ｂ２．５
Ｓｉｌ．５のうちの１つであり得る。 Other exemplary ferrous alloys include, for example, US Patent Application Publication No. 2007/0079907.
And the compositions disclosed in JP 2008/0118387. These compositions include the Fe (Mn, Co, Ni, Cu) (C, Si, B, P, Al) system,
Fe content is 60 to 75 atomic percent, and the total of (Mn, Co, Ni, Cu) is 5 to 25
Within the atomic percent range, and the sum of (C, Si, B, P, Al) is within the range of 8-20 atomic percent, an exemplary composition is Fe48Cr15Mo14Y2C15B6.
Fe-Cr-Mo- (Y, Ln) -CB, Co-Cr-Mo-Ln-CB, F
e-Mn-Cr-Mo- (Y, Ln) -CB, (Fe, Cr, Co)-(Mo, Mn)
-(C, B) -Y, Fe- (Co, Ni)-(Zr, Nb, Ta)-(Mo, W) -B,
Fe- (Al, Ga)-(P, C, B, Si, Ge), Fe- (Co, Cr, Mo, Ga)
, Sb) —P—B—C, (Fe, Co) —B—Si—Nb alloy, and Fe— (Cr—Mo)
)-(C, B) -Tm, an alloy system is mentioned, Ln is a lanthanide element, Tm
Represents a transition metal element. Further, this amorphous alloy is disclosed in US Patent Application Publication No. 2010 /
Example composition Fe80P12.5C5B2.5, Fe80 described in US Pat.
PllC5B2.5Sil. 5, Fe74.5Mo5.5P12.5C5B2.5, Fe
74.5Mo5.5PllC5B2.5Sil. 5, Fe70Mo5Ni5P12.5C
5B2.5, Fe70Mo5Ni5PllC5B2.5Sil. 5, Fe68Mo5Ni
5Cr2P12.5C5B2.5 and Fe68Mo5Ni5Cr2PllC5B2.5
Sil. It can be one of five.

これらのアモルファス合金はまた、（Ｆｅ，Ｎｉ，Ｃｏ）ベース合金などの、鉄合金と
することもできる。かかる組成物の例は、米国特許第６，３２５，８６８号、同第５，２
８８，３４４号、同第５，３６８，６５９号、同第５，６１８，３５９号、及び同第５，
７３５，９７５号、ＩｎｏｕｅらのＡｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．，Ｖｏｌｕｍｅ ７
１，ｐ ４６４（１９９７）、ＳｈｅｎらのＭａｔｅｒ．Ｔｒａｎｓ．，ＪＩＭ，Ｖｏｌ
ｕｍｅ ４２，ｐ ２１３６（２００１）、並びに日本特許出願第２００１２６２７７号
（公開番号第２００１３０３２１８（Ａ）号）で開示されている。１つの例示的な組成物
は、Ｆｅ₇₂Ａｌ₅Ｇａ₂Ｐ₁₁Ｃ₆Ｂ₄である。別の実施例は、Ｆｅ₇₂Ａｌ₇Ｚｒ₁₀Ｍｏ₅Ｗ₂Ｂ_1
5である。本明細書でのコーティングに使用することができる、別の鉄ベース合金系が、
米国特許出願公開第２０１０／００８４０５２号で開示されており、そのアモルファス金
属は、例えば、括弧内に記される組成の範囲で、マンガン（１〜３原子％）、イットリウ
ム（０．１〜１０原子％）、及びケイ素（０．３〜３．１原子％）を含有し、また括弧内
に記される組成の指定範囲で以下の元素：クロム（１５〜２０原子％）、モリブデン（２
〜１５原子％）タングステン（１〜３原子％）、ホウ素（５〜１６原子％）、炭素（３〜
１６原子％）、及び残部の鉄を含有する。 These amorphous alloys can also be iron alloys, such as (Fe, Ni, Co) based alloys. Examples of such compositions are described in US Pat. Nos. 6,325,868, 5,2
88,344, 5,368,659, 5,618,359, and 5,
735,975, Inoue et al., Appl. Phys. Lett. , Volume 7
1, p 464 (1997), Shen et al., Mater. Trans. , JIM, Vol
ume 42, p 2136 (2001), and Japanese Patent Application No. 200126277 (publication number 2001303218 (A)). One exemplary composition is Fe ₇₂ Al ₅ Ga ₂ P ₁₁ C ₆ B ₄ . Another example is Fe ₇₂ Al ₇ Zr ₁₀ Mo ₅ W ₂ B _1
5 . Another iron-based alloy system that can be used for coating herein is
As disclosed in U.S. Patent Application Publication No. 2010/0084052, the amorphous metal may be, for example, manganese (1 to 3 atom%), yttrium (0.1 to 10 atom) within the composition range indicated in parentheses. %) And silicon (0.3 to 3.1 atomic%), and within the specified range of the composition indicated in parentheses, the following elements: chromium (15 to 20 atomic%), molybdenum (2
-15 atomic%) tungsten (1-3 atomic%), boron (5-16 atomic%), carbon (3-
16 atomic percent) and the balance iron.

上述のアモルファス合金系は、Ｎｂ、Ｃｒ、Ｖ、及びＣｏを含めた添加遷移金属元素な
どの、添加元素を更に含み得る。これらの添加元素は、約２０重量％以下など、約１０重
量％以下など、約５重量％など、約３０重量％以下で存在し得る。一実施形態では、この
任意選択の添加元素は、コバルト、マンガン、ジルコニウム、タンタル、ニオブ、タング
ステン、イットリウム、チタン、バナジウム、及びハフニウムのうちの少なくとも１つで
あり、炭化物を形成して、耐摩耗性及び耐食性を更に改善する。更なる任意選択の元素と
しては、融点を低下させるための、合計で最大約２％の、好ましくは１％未満の、リン、
ゲルマニウム、及びヒ素を挙げることができる。他の少量の不純物は、約２％未満、好ま
しくは０．５％未満とするべきである。 The amorphous alloy system described above may further include additional elements, such as additional transition metal elements including Nb, Cr, V, and Co. These additive elements may be present at about 30 wt% or less, such as about 20 wt% or less, such as about 10 wt% or less, such as about 5 wt%. In one embodiment, the optional additive element is at least one of cobalt, manganese, zirconium, tantalum, niobium, tungsten, yttrium, titanium, vanadium, and hafnium, forming carbides and wear resistant. Further improve the properties and corrosion resistance. Further optional elements include a total of up to about 2%, preferably less than 1%, phosphorus, to lower the melting point,
Germanium and arsenic can be mentioned. Other minor impurities should be less than about 2%, preferably less than 0.5%.

一部の実施形態では、アモルファス合金を有する組成物は少量の不純物を含み得る。不
純物元素を意図的に添加することにより、機械的特性（例えば、硬度、強度、破壊機構な
ど）の改善、及び／又は耐食性の改善などの、その組成物の特性を修正することができる
。あるいは、それらの不純物は、加工処理及び製造の副生成物として得られるもののよう
な、不可避の付随的な不純物として存在し得る。この不純物は、約５重量％以下など、約
２重量％以下など、約１重量％以下など、約０．５重量％以下など、約０．１重量％以下
などの約１０重量％以下とすることができる。一部の実施形態では、これらの百分率は、
重量百分率の代わりに、体積百分率とすることができる。一実施形態では、この合金サン
プル／組成物は、アモルファス合金から本質的になる（少量の付随的不純物のみを有する
）。別の実施形態では、この組成物はアモルファス合金を含む（観察可能な微量の不純物
を全く有さない）。 In some embodiments, a composition having an amorphous alloy can include a small amount of impurities. By intentionally adding impurity elements, the properties of the composition, such as improved mechanical properties (eg, hardness, strength, fracture mechanism, etc.) and / or improved corrosion resistance can be modified. Alternatively, the impurities may be present as inevitable incidental impurities, such as those obtained as processing and manufacturing by-products. The impurities may be about 10 wt% or less, such as about 5 wt% or less, such as about 2 wt% or less, such as about 1 wt% or less, such as about 0.5 wt% or less, such as about 0.1 wt% or less. be able to. In some embodiments, these percentages are:
Instead of weight percentage, it can be volume percentage. In one embodiment, the alloy sample / composition consists essentially of an amorphous alloy (having only a small amount of incidental impurities). In another embodiment, the composition comprises an amorphous alloy (having no observable trace impurities).

一実施形態では、最終部品は、バルク凝固アモルファス合金の臨界鋳造厚さを超過する
ものであった。 In one embodiment, the final part exceeded the critical cast thickness of the bulk solidified amorphous alloy.

本明細書の実施形態では、バルク凝固アモルファス合金が高粘度の液体として存在する
ことができる、過冷却液体領域の存在により超塑性成形が可能となる。大きな塑性変形を
得ることができる。過冷却液体領域内で大きく塑性変形する能力は、成形プロセス及び／
又は切断プロセスに使用される。固体とは対照的に、この液体のバルク凝固合金は、局所
的に変形し、このことが、切断及び成形のために必要とされるエネルギーを、大幅に低下
させる。切断及び成形の容易性は、合金、金型、及び切断工具の温度に応じて変化する。
温度が高くなるにつれて、粘度が低下し、その結果として、切断及び成形が容易になる。 In embodiments herein, superplastic forming is enabled by the presence of a supercooled liquid region in which the bulk solidified amorphous alloy can exist as a high viscosity liquid. Large plastic deformation can be obtained. The ability to plastically deform significantly in the supercooled liquid region is the
Or used in the cutting process. In contrast to solids, this liquid bulk solidified alloy deforms locally, which greatly reduces the energy required for cutting and forming. The ease of cutting and forming varies with the temperature of the alloy, mold and cutting tool.
As the temperature increases, the viscosity decreases, resulting in easier cutting and molding.

本明細書の実施形態は、例えば、Ｔｇ〜Ｔｘで実施される、アモルファス合金を使用す
る熱可塑性成形プロセスを利用することができる。本明細書では、Ｔｘ及びＴｇは、結晶
化の開始の温度、及びガラス転移の開始の温度として、典型的な加熱速度（例えば、２０
℃／分）での標準的なＤＳＣ測定から決定される。 Embodiments herein can utilize a thermoplastic molding process using amorphous alloys, for example, performed at Tg-Tx. As used herein, Tx and Tg are the typical heating rates (eg, 20
Determined from standard DSC measurements in ° C / min).

アモルファス合金構成要素は、臨界鋳造厚さを有し得るものであり、最終部品は、その
臨界鋳造厚さよりも厚い厚さを有し得る。更には、加熱及び整形操作の時間並びに温度は
、アモルファス合金の弾性歪み限界が、１．０％以上、好ましくは１．５％以上であるこ
とを実質的に維持し得るように選択される。本明細書の実施形態との関連では、ガラス転
移近傍の温度とは、成形温度がガラス転移未満、ガラス転移温度若しくはガラス転位温度
近傍、及びガラス転移温度超とすることができることを意味するが、結晶化温度Ｔ_xより
低い温度であることが好ましい。冷却工程は、加熱工程での加熱速度と同様の速度で、好
ましくは、加熱工程での加熱速度を超える速度で実施される。冷却工程はまた、好ましく
は、成形荷重及び整形荷重が依然として維持されている間にも達成される。
電子デバイス The amorphous alloy component can have a critical casting thickness, and the final part can have a thickness greater than its critical casting thickness. Furthermore, the time and temperature of the heating and shaping operations are selected such that the elastic strain limit of the amorphous alloy can be substantially maintained at 1.0% or higher, preferably 1.5% or higher. In the context of embodiments herein, the temperature near the glass transition means that the molding temperature can be less than the glass transition, near the glass transition temperature or glass transition temperature, and above the glass transition temperature, it is preferably a temperature lower than the crystallization temperature T _x. The cooling step is performed at a rate similar to the heating rate in the heating step, preferably at a rate exceeding the heating rate in the heating step. The cooling step is also preferably accomplished while the forming and shaping loads are still maintained.
Electronic devices

本明細書の実施形態は、ＢＭＧを使用する電子デバイスの製作で有用であり得る。本明
細書での電子機器とは、当該技術分野において既知の任意の電子機器を指すことができる
。例えば、この電子機器は、携帯電話及び固定電話などの電話、あるいは、例えばｉＰｈ
ｏｎｅ（商標）を含めたスマートフォン、及び電子ｅメール送信／受信機器などの、任意
の通信機器とすることができる。この電子機器は、デジタルディスプレイ、ＴＶモニタ、
電子ブックリーダ、携帯ウェブブラウザ（例えば、ｉＰａｄ（商標））、及びコンピュー
タモニタなどの、ディスプレイの一部とすることができる。この電子デバイスはまた、ポ
ータブルＤＶＤプレーヤ、従来型ＤＶＤプレーヤ、ブルーレイディスクプレーヤ、ビデオ
ゲームコンソール、ポータブル音楽プレーヤ（例えば、ｉＰｏｄ（商標））などの音楽プ
レーヤなどを含めた、娯楽機器とすることもできる。この電子デバイスはまた、画像、ビ
デオ、音声のストリーミングを制御することなどの、制御を提供する機器（例えば、Ａｐ
ｐｌｅ ＴＶ（商標））の一部とすることもでき、又は電子デバイス用の遠隔制御装置と
することができる。この電子機器は、コンピュータ、あるいはハードドライブタワーの筺
体若しくはケーシング、ラップトップ筺体、ラップトップキーボード、ラップトップトラ
ックパッド、デスクトップキーボード、マウス、及びスピーカなどの、コンピュータ付属
品の一部とすることができる。この物品はまた、腕時計又は時計などの機器にも適用する
ことができる。 Embodiments herein may be useful in the fabrication of electronic devices that use BMG. As used herein, an electronic device can refer to any electronic device known in the art. For example, the electronic device may be a phone such as a mobile phone and a landline phone,
Any communication device such as a smartphone including one (trademark) and an e-mail transmission / reception device may be used. This electronic device is a digital display, TV monitor,
It can be part of a display, such as an electronic book reader, a portable web browser (eg, iPad ™), and a computer monitor. The electronic device can also be an entertainment device including a music player such as a portable DVD player, a conventional DVD player, a Blu-ray disc player, a video game console, a portable music player (eg, iPod ™), and the like. . The electronic device can also be an appliance that provides control, such as controlling the streaming of images, video, and audio (eg, Ap
ple TV (TM)) or a remote control for an electronic device. This electronic device can be part of a computer or a computer accessory such as a hard drive tower enclosure or casing, laptop enclosure, laptop keyboard, laptop trackpad, desktop keyboard, mouse, and speakers. . This article can also be applied to devices such as watches or watches.

ＢＭＧを含む原料は、射出成形の出発原料となり得る。例えば、この原料は溶融され、
即時に金型に射出され得る。金型内の溶融した原料は、完全なアモルファスである部品を
形成するのに十分な速度で冷却され得る。あるいは、この金型内の溶融した原料は、完全
な結晶質（９９重量％超が結晶質材料）である部品を形成する速度で、あるいは、部分的
に結晶質かつ部分的にアモルファスである部品を形成する速度で、冷却することができる
。原料は好ましくは誘導加熱により溶融される。 The raw material containing BMG can be a starting material for injection molding. For example, this raw material is melted,
Immediate injection into the mold. The molten raw material in the mold can be cooled at a rate sufficient to form a part that is completely amorphous. Alternatively, the melted raw material in the mold is at a rate to form a part that is completely crystalline (greater than 99% by weight crystalline material) or partly crystalline and partly amorphous. Can be cooled at a rate to form The raw material is preferably melted by induction heating.

図３に示す一実施形態において、粉末が圧密されて原料が形成される。この粉末はＢＭ
Ｇの成分を含み、粉末の成分は、ＢＭＧのものと同じ重量パーセントを有する。この粉末
は、粉末形状のＢＭＧを含み得る。この粉末は、ＢＭＧの複数の成分の複合体又は合金を
含み得る。この粉末は、結合剤と共に圧密され得る。結合剤は、粉末の融解温度で蒸発す
る材料、ＢＭＧの成分の１つ（例えばＢＭＧがＳｎを含む場合、Ｓｎ粉末は結合剤として
機能し得る）、又は、ＢＭＧの複数の成分の複合体若しくは合金であり得る。一実施形態
において、粉末はシース内に圧密されて原料を形成し、このシースは粉末の融解温度で溶
融しない。 In one embodiment shown in FIG. 3, the powder is consolidated to form the raw material. This powder is BM
The component of the powder, including the component of G, has the same weight percent as that of BMG. This powder may comprise BMG in powder form. This powder may comprise a composite or alloy of multiple components of BMG. This powder can be consolidated with a binder. The binder is a material that evaporates at the melting temperature of the powder, one of the components of the BMG (eg, if the BMG includes Sn, the Sn powder can function as a binder), Can be an alloy. In one embodiment, the powder is consolidated into a sheath to form a raw material that does not melt at the melting temperature of the powder.

図４に示す一実施形態において、粉末はシース内に圧密されて原料を形成し、このシー
スは粉末の融解温度で溶融する。粉末及びシースは全体として、ＢＭＧの成分からなり、
この成分はＢＭＧと同じ重量パーセントを有する。この粉末は、粉末形状のＢＭＧを含み
得る。この粉末は、ＢＭＧの複数の成分の複合体又は合金を含み得る。この粉末は、結合
剤と共に圧密され得る。結合剤は、粉末の融解温度で蒸発する材料、ＢＭＧの成分の１つ
（例えばＢＭＧがＳｎを含む場合、Ｓｎ粉末は結合剤として機能し得る）、又は、ＢＭＧ
の複数の成分の複合体若しくは合金であり得る。 In one embodiment, shown in FIG. 4, the powder is consolidated into a sheath to form a raw material that melts at the melting temperature of the powder. The powder and sheath as a whole are composed of BMG components,
This component has the same weight percent as BMG. This powder may comprise BMG in powder form. This powder may comprise a composite or alloy of multiple components of BMG. This powder can be consolidated with a binder. The binder is a material that evaporates at the melting temperature of the powder, one of the components of the BMG (eg, if the BMG contains Sn, the Sn powder can function as a binder), or BMG
It may be a composite or alloy of a plurality of components.

一実施形態において、粉末の組成は、この原料から製造される部品の化学組成において
柔軟性を持たせるように調整され得る。例えば、部品がより高いパーセントのＴｉを必要
とする場合、この粉末は、より多くのＴｉを伴う構成成分をより多く加えることによって
調整され得る。そのような柔軟性によって、様々な電気的特性、磁気的特性、温度特性、
又は美的特性、多孔性を備えた部品を形成することが可能になる。一実施形態において、
この粉末は、射出成形中にその粉末をと共に溶融しない材料を含み得、これによってこの
部品は、その材料（例えば繊維、球体）が導入されたＢＭＧ複合体となり得る。 In one embodiment, the composition of the powder can be adjusted to provide flexibility in the chemical composition of parts made from this raw material. For example, if the part requires a higher percentage of Ti, the powder can be adjusted by adding more components with more Ti. With such flexibility, various electrical characteristics, magnetic characteristics, temperature characteristics,
Alternatively, it is possible to form a part having aesthetic characteristics and porosity. In one embodiment,
The powder may include a material that does not melt with the powder during injection molding so that the part can be a BMG composite with the material (eg, fibers, spheres) introduced.

この粉末は、ホットプレス、コールドプレス、押出成形、急速放電焼結などの任意の好
適な方法で圧密され得る。 The powder can be consolidated by any suitable method such as hot pressing, cold pressing, extrusion, rapid discharge sintering and the like.

ＢＭＧ原料は、射出成形の出発原料となり得る。例えば、ＢＭＧ原料は溶融され、金型
に射出され得る。金型内の溶融したＢＭＧは、完全なアモルファスである部品を形成する
速度で冷却され得る。あるいは、この金型内の溶融したＢＭＧ原料は、完全な結晶質（９
９重量％超が結晶質材料）である部品を形成する速度で、あるいは、部分的に結晶質かつ
部分的にアモルファスである部品を形成する速度で、冷却することができる。ＢＭＧ原料
は好ましくは誘導加熱により溶融される。 The BMG raw material can be a starting material for injection molding. For example, the BMG raw material can be melted and injected into a mold. The molten BMG in the mold can be cooled at a rate that forms a part that is completely amorphous. Alternatively, the molten BMG raw material in this mold is completely crystalline (9
It can be cooled at a rate that forms parts that are more than 9% by weight crystalline material) or at a rate that forms parts that are partially crystalline and partially amorphous. The BMG raw material is preferably melted by induction heating.

射出成形は、熱可塑性材料及び熱硬化性プラスチック材料の双方から部品を作り出すた
めの、製造プロセスである。材料は、加熱されたバレルに供給され、混合され、金型キャ
ビティに押し込められ、ここで冷却されて硬化し、金型キャビティの形状となる。この金
型は通常、鋼又はアルミニウムなどの金属から作製され、所望の部品の形体を形成するよ
うに、精密機械加工することができる。射出成形は、自動車の最小構成要素からボディパ
ネルまで、様々な部品を製造するために広く使用される。 Injection molding is a manufacturing process for creating parts from both thermoplastic and thermoset plastic materials. The material is fed into a heated barrel, mixed and pushed into the mold cavity where it cools and hardens into the shape of the mold cavity. The mold is typically made from a metal such as steel or aluminum and can be precision machined to form the desired part features. Injection molding is widely used to produce a variety of parts, from the smallest components of automobiles to body panels.

射出成形には、ポリマーが使用されている。全ての熱可塑性、一部の熱硬化性、及び一
部のエラストマーを含めて、多くのポリマー（時に樹脂とも呼ばれる）が使用され得る。
１９９５年では、射出成形に使用できる材料が約１８，０００種類あり、その数は毎年平
均７５０種類ずつ増加してきた。利用できる材料は、これまで開発された材料の合金又は
混合物であり、これはすなわち、製品設計者が、幅広い材料選択肢の中から、まさに適切
な特性を有するものを選ぶことができることを意味する。材料は、最終部品に必要な強度
及び機能に基づいて選択されるが、また、各材料には、考慮しなければならない成形時の
様々なパラメータがある。エポキシ及びフェノール樹脂などの一般的なポリマーは熱硬化
性プラスチックの例であり、ナイロン、ポリエチレン、及びポリスチレンは熱可塑性プラ
スチックである。 A polymer is used for injection molding. Many polymers (sometimes called resins) can be used, including all thermoplastics, some thermosets, and some elastomers.
In 1995, there were about 18,000 materials that could be used for injection molding, and the number increased by an average of 750 each year. Available materials are alloys or mixtures of materials that have been developed so far, which means that product designers can choose from a wide range of material options with exactly the right properties. The material is selected based on the strength and function required for the final part, but each material also has various parameters during molding that must be considered. Common polymers such as epoxies and phenolic resins are examples of thermosetting plastics, and nylon, polyethylene, and polystyrene are thermoplastics.

射出成形装置は、材料ホッパー、射出ラム又はスクリュー型プランジャ、及び加熱装置
を含む。これらはプレスとしても知られ、構成部品が成形される金型を保持している。プ
レスはトン数により格付けされ、これは、装置が印加できる型締め力の大きさを表わす。
この力により、金型は、射出プロセスの間、閉鎖したまま保たれる。トン数は、５トン未
満から６０００トンまで変動し得るものであり、より高い数字は、比較的少ない製造操作
で使用される。必要とされる全型締め力は、成形されている部品の投影面積によって決定
される。この投影面積を、その投影面積の平方インチ当り２〜８トンの型締め力によって
乗算する。経験則としては、平方インチ当たり４又は５トンを、殆どの製品に関して使用
することができる。プラスチック材料が極めて硬い場合には、金型を充填するために、よ
り大きい射出圧力が必要とされ、それゆえ、金型を閉鎖して保持するために、より大きい
型締めのトン数が必要とされる。必要とされる力はまた、使用されている材料、及び部品
のサイズによっても決定することができ、より大きい部品は、より高い型締め力を必要と
する。 The injection molding apparatus includes a material hopper, an injection ram or screw type plunger, and a heating device. These are also known as presses and hold a mold in which the components are molded. The press is rated by tonnage, which represents the amount of clamping force that the device can apply.
This force keeps the mold closed during the injection process. Tonnage can vary from less than 5 tons to 6000 tons, with higher numbers being used in relatively few manufacturing operations. The total clamping force required is determined by the projected area of the part being molded. This projected area is multiplied by a clamping force of 2 to 8 tons per square inch of the projected area. As a rule of thumb, 4 or 5 tons per square inch can be used for most products. If the plastic material is very hard, a higher injection pressure is required to fill the mold, and therefore a larger clamping tonnage is required to close and hold the mold. Is done. The required force can also be determined by the material being used and the size of the part, with larger parts requiring higher clamping forces.

この金型は、射出金型（Ａプレート）と突き出し金型（Ｂプレート）の、２つの主な構
成部品を含む。原料は、射出金型の「湯口」から金型に入る。この湯口ブッシュは、成形
装置の射出バレルのノズルに対してしっかり密封し、かつ、溶融した原料をバレルから金
型（金型キャビティとも呼ばれる）へと流れるようにするためのものである。湯口ブッシ
ュは、溶融した原料を、チャネルを通して金型キャビティ像へと導き、このチャネルは、
Ａ及びＢプレートの面に機械加工される。このチャネルにより、原料が沿って走る（run
）ため、これは「ランナー」とも呼ばれる。溶融した原料はランナーを通って流れ、１つ
以上の専用ゲートに入り、金型キャビティ形状に流れ込んで、望ましい部品を形成する。 This mold includes two main components, an injection mold (A plate) and a protruding mold (B plate). The raw material enters the mold from the “muzzle” of the injection mold. The sprue bush is used to tightly seal against the nozzle of the injection barrel of the molding apparatus and to allow the molten material to flow from the barrel to the mold (also referred to as a mold cavity). The gate bush guides the molten material through the channel into the mold cavity image,
Machined on the faces of the A and B plates. This channel allows the raw material to run along
Therefore, this is also called "runner". The molten material flows through the runner, enters one or more dedicated gates, and flows into the mold cavity shape to form the desired part.

金型は、連続経路を形成するように、金型プレートを貫通して穿設され、ホースによっ
て接続された一連の穴に、冷却剤（通常は水）を通過させることによって、冷却すること
ができる。この冷却剤は、金型（これは、高温のプラスチックから熱を吸収している）か
ら熱を吸収し、プラスチックを最も効率的な速度で硬化させるために、金型を適切な温度
に維持する。 The mold can be cooled by passing a coolant (usually water) through a series of holes drilled through the mold plate and connected by a hose to form a continuous path. it can. This coolant absorbs heat from the mold (which absorbs heat from the hot plastic) and maintains the mold at the proper temperature to cure the plastic at the most efficient rate .

一部の金型は、予め成形された部品を再挿入させることができ、これによって、最初の
部品の周囲に新たなプラスチック層を形成することが可能になる。このことは、多くの場
合、オーバーモールディングと称される。単一の成形サイクルの範囲内で「オーバーモー
ルド」するように、２ショット金型又はマルチショット金型が設計され、これは、２つ以
上の射出ユニットを備える専用の射出成形機上で、プロセス加工しなければならない。こ
のプロセスは、実際は、２回実行される射出成形プロセスである。第１工程では、基底色
材料が、基本形状へと成形され、この基本形状は、第２ショットのための空間を含む。次
いで、異なる色の第２の材料が、それらの空間内に射出成形される。例えば、このプロセ
スによって作製される押しボタン及びキーは、多用しても摩損する可能性がなく、判読可
能なまま維持される、標識を有する。 Some molds allow the pre-molded part to be reinserted, which makes it possible to form a new plastic layer around the first part. This is often referred to as overmolding. A two-shot or multi-shot mold is designed to “overmold” within a single molding cycle, which is a process on a dedicated injection molding machine with two or more injection units. Must be processed. This process is actually an injection molding process performed twice. In the first step, the base color material is molded into a basic shape, which includes a space for the second shot. A second material of a different color is then injection molded into those spaces. For example, the push buttons and keys made by this process have a sign that is not likely to wear out over time and remains legible.

部品の射出成形の間の、イベントのシーケンスは、射出成形サイクルと呼ばれる。この
サイクルは、金型が閉鎖するときに開始され、その後に、金型キャビティ内への原料の射
出が続く。金型キャビティが充填された後、保持圧力を維持することにより、あらゆる材
料収縮を補填する。次の工程で、スクリューが回り、次のショットがフロントスクリュー
に供給される。これにより、次のショットが準備される際に、スクリューが引き戻される
。その部品が十分に冷却された後、金型を開放して部品を排出させる。 The sequence of events during part injection molding is called the injection molding cycle. This cycle begins when the mold closes, followed by the injection of the raw material into the mold cavity. After the mold cavity is filled, any material shrinkage is compensated by maintaining the holding pressure. In the next step, the screw turns and the next shot is fed to the front screw. Thereby, the screw is pulled back when the next shot is prepared. After the part is sufficiently cooled, the mold is opened and the part is discharged.

Claims (17)

バルク金属ガラス（ＢＭＧ）を含む原料を製造する方法であって、粉末を圧密する工程
を含み、前記粉末が、前記ＢＭＧの成分を含み、前記粉末の前記ＢＭＧの前記成分が、前
記ＢＭＧのものと実質的に同じ重量パーセントを有し、前記粉末は結合剤と共に圧密され
る、方法。 A method for producing a raw material containing bulk metallic glass (BMG), comprising a step of compacting a powder, wherein the powder comprises a component of the BMG, and the component of the BMG of the powder is that of the BMG And the powder is consolidated with a binder. 前記粉末が粉末状の前記ＢＭＧを含む、請求項１に記載の方法。   The method of claim 1, wherein the powder comprises the BMG in powder form. 前記粉末が、前記ＢＭＧの前記複数の成分の複合体を含む、請求項１に記載の方法。   The method of claim 1, wherein the powder comprises a complex of the plurality of components of the BMG. 前記粉末が、前記ＢＭＧの複数の成分の合金を含む、請求項１に記載の方法。   The method of claim 1, wherein the powder comprises an alloy of multiple components of the BMG. 前記結合剤が、前記粉末の融解温度で蒸発する材料である、請求項１に記載の方法。   The method of claim 1, wherein the binder is a material that evaporates at the melting temperature of the powder. 前記結合剤が、前記ＢＭＧの複数の構成成分を持つ前記ＢＭＧ、複合体又は合金の１つ
の成分である請求項１に記載の方法。 The method of claim 1, wherein the binder is a component of the BMG, composite or alloy having a plurality of components of the BMG. 前記粉末がシース内に圧密され、前記シースは前記粉末の融解温度で溶融しない、請求
項１に記載の方法。 The method of claim 1, wherein the powder is consolidated in a sheath and the sheath does not melt at the melting temperature of the powder. ＢＭＧを含む原料を製造する方法であって、粉末をシース内に圧密する工程を含み、前
記シースが、前記粉末の融解温度で溶融し、前記粉末及び前記シースが合わせて前記ＢＭ
Ｇを含み、前記粉末の前記ＢＭＧの前記成分が、前記ＢＭＧのものと実質的に同じ重量パ
ーセントを有し、前記粉末は結合剤と共に圧密される、方法。 A method for producing a raw material containing BMG, comprising the step of compacting powder into a sheath, wherein the sheath is melted at a melting temperature of the powder, and the powder and the sheath are combined to form the BM.
The method wherein the component of the BMG of the powder comprises substantially the same weight percent as that of the BMG and the powder is consolidated with a binder. 前記粉末が粉末状の前記ＢＭＧを含む、請求項８に記載の方法。   The method of claim 8, wherein the powder comprises the BMG in powder form. 前記粉末が、前記ＢＭＧの前記複数の成分の複合体を含む、請求項８に記載の方法。   The method of claim 8, wherein the powder comprises a complex of the plurality of components of the BMG. 前記粉末が、前記ＢＭＧの前記複数の成分の合金を含む、請求項８に記載の方法。   The method of claim 8, wherein the powder comprises an alloy of the plurality of components of the BMG. 前記結合剤が、前記粉末の融解温度で蒸発する材料である、請求項１に記載の方法。   The method of claim 1, wherein the binder is a material that evaporates at the melting temperature of the powder. 前記結合剤が、前記ＢＭＧの前記成分のうちの１つであるか、又は、前記ＢＭＧの前記
複数の成分の複合体若しくは合金である、請求項１に記載の方法。 The method of claim 1, wherein the binder is one of the components of the BMG or a complex or alloy of the components of the BMG. 前記粉末が、ホットプレス、コールドプレス、押出成形、又は急速放電焼結により圧密
される、請求項１に記載の方法。 The method of claim 1, wherein the powder is consolidated by hot pressing, cold pressing, extrusion, or rapid discharge sintering. 前記粉末が、ホットプレス、コールドプレス、押出成形、又は急速放電焼結により圧密
される、請求項８に記載の方法。 The method of claim 8, wherein the powder is consolidated by hot pressing, cold pressing, extrusion, or rapid discharge sintering. ＢＭＧを含む原料から部品を製造する方法であって、前記部品の望ましい組成の各化学
成分の重量が、前記粉末の前記ＢＭＧの化学成分の重量に本質的に等しくなるように、前
記部品の重量及び前記望ましい組成に基づいて、前記粉末の重量及び組成を決定する工程
と、前記材料を形成するために前記粉末を圧密する工程と、を含み、前記粉末が結合剤と
共に圧密される、方法。 A method of manufacturing a part from a raw material comprising BMG, wherein the weight of each component of the desired composition of the part is substantially equal to the weight of the chemical component of the BMG of the powder. And determining the weight and composition of the powder based on the desired composition and compacting the powder to form the material, wherein the powder is compacted with a binder. ＢＭＧを含む原料から部品を製造する方法であって、前記部品の前記望ましい組成の各
化学成分の重量が、前記粉末の及び前記シースの化学成分の合計重量に本質的に等しくな
るように、前記部品の重量及び前記望ましい組成、並びに前記シースの重量及び組成に基
づいて、前記粉末の重量及び組成を決定する工程と、前記減量を形成するために前記粉末
をシース内に圧密する工程と、を含み、前記粉末は結合剤と共に圧密される、方法。 A method of manufacturing a part from a raw material comprising BMG, wherein the weight of each chemical component of the desired composition of the part is essentially equal to the total weight of the chemical components of the powder and the sheath. Determining the weight and composition of the powder based on the weight of the part and the desired composition and the weight and composition of the sheath; and consolidating the powder into the sheath to form the weight loss. And the powder is compacted with a binder.

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