JP6101743B2 - インライン温度制御溶融のための閉じ込めゲート - Google Patents
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Description
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、2成分、3成分、4成分以上の溶体であり得る固溶体、又は金属間化合物などの化合物を指すこともある。別の例としては、アモルファス相は、結晶相とはまったく別である。
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、全般的には、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、占有状態に近い、空状態を有する部分的充満帯を含む。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。
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。
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。
「アモルファス」すなわち「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判定される、格子周期性に基づいて行なうことができる。
「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。結晶性であり、したがって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。
本明細書に記載の実施形態は、BMGを用いた電子機器の作製で、価値のあるものとすることができる。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iPhone(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、携帯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、携帯音楽プレーヤ(例えば、iPod(商標))などの音楽プレーヤなどを含めた、娯楽デバイス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、制御を提供するデバイス(例えば、Apple 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。
Claims (20)
- 溶融源の範囲内にあり、かつ材料を受けるように構成される溶融ゾーンと、前記溶融ゾーンに隣接している取り出し経路とを含む容器と、
前記取り出し経路と前記溶融ゾーンの間に配置され、かつ前記材料の溶融中に、前記溶融ゾーンの真空を維持するように構成されるゲートとを含む装置であって、
前記ゲートはさらに、
前記材料の溶融中に、前記材料を前記溶融ゾーン内に閉じ込める第1位置と、
前記取り出し経路を通って、溶融した形態の前記材料の水平方向の移動を可能にする第2位置との間で移動するように構成されている装置。 - 第1の端の反対側にある前記溶融ゾーンの第2の端に配置されるプランジャをさらに含む装置であって、
前記プランジャは、
前記材料の溶融中に、前記材料を前記溶融ゾーン内に閉じ込め、かつ
前記取り出し経路を通って、前記溶融した形態の前記材料を移動させるように構成され、及び
前記ゲートは、前記溶融ゾーンの前記第1の端に配置されている、請求項1に記載の装置。 - 前記第1位置と前記第2位置との間で、前記ゲートを選択的に移動させるよう前記ゲートと関連付けられている作動機構をさらに備える、請求項1に記載の装置。
- 前記容器に対する前記ゲートの回転を可能にするように構成されるヒンジをさらに含む、請求項1に記載の装置。
- 第1の端の反対側にある前記溶融ゾーンの第2の端に配置され、かつ前記材料の溶融中に、前記材料を前記溶融ゾーン内に閉じ込めるように構成される追加のゲートをさらに含み、
前記ゲートは、前記溶融ゾーンの前記第1の端に配置されている、請求項1に記載の装置。 - 前記溶融ゾーンを取り巻き、かつ前記材料を溶融させるように構成される誘導コイルをさらに含む、請求項1に記載の装置。
- 前記ゲートは、前記材料の溶融中に、前記ゲートの温度を調節するために、液体を内部で流すように構成される1つ以上の温度調節管をさらに含む、請求項1に記載の装置。
- 材料を溶融させる方法であって、
材料を容器の溶融ゾーンに配置することであって、前記溶融ゾーンは溶融源の範囲内にある、配置することと、
ゲートを第1位置に配置することと、
少なくとも前記溶融ゾーンに真空を与えることと、
前記材料を溶融させることと、
前記材料の溶融中に、前記ゲートで、前記材料を前記溶融ゾーン内に閉じ込めることと、
前記溶融ゾーンに隣接する取り出し経路を通って、前記材料の水平方向の移動を可能にするように、前記ゲートを前記第1位置から第2位置へ移動することと、を含む方法。 - 前記溶融ゾーンの第1の端の反対側にある前記溶融ゾーンの第2の端にプランジャを配置することと、
前記材料の溶融中に、前記プランジャと前記ゲートで、前記材料を前記溶融ゾーン内に閉じ込めることと、
前記ゲートを前記第2位置に移動させた後に、前記プランジャを前記溶融ゾーンの少なくとも一部を通って移動させることにより、前記材料を前記取り出し経路を通って移動させることとをさらに含む、請求項8に記載の方法。 - 前記材料を溶融させる操作中に、前記ゲートの温度を調節するために、前記ゲート内の1つ以上の温度調節管を通して液体を流すことをさらに含む、請求項8に記載の方法。
- 前記溶融ゾーンの第1の端の反対側にある前記溶融ゾーンの第2の端に追加のゲートを配置させることと、
前記材料の溶融中に、1つ目のゲートと2つ目のゲートで、前記材料を前記溶融ゾーン内に閉じ込めることとをさらに含み、
前記ゲートは前記溶融ゾーンの前記第1の端に配置される、請求項8に記載の方法。 - 前記溶融源は誘導コイルであり、前記材料を溶融させる操作は、前記材料を溶融させるために前記誘導コイルに通電することを含む、請求項8に記載の方法。
- 前記材料は、アモルファス合金である、請求項8に記載の方法。
- 前記材料を前記取り出し経路を通って金型内へ移動させることと、
前記真空を解除することと、
前記材料を前記金型において、部品を形成するように凝固させることと、
前記部品を前記金型から取り出すことと、をさらに含む請求項8に記載の方法。 - 前記材料を前記溶融ゾーン内に閉じ込める操作は、前記材料が溶融された後に、前記ゲートに前記材料を接触させることを含む、請求項8に記載の方法。
- 前記誘導コイルは内部の体積を定め、
前記材料を前記溶融ゾーン内に閉じ込める操作は、前記内部の体積内に前記材料を閉じ込めることを含む、請求項12に記載の方法。 - 前記ゲートは、前記材料が溶融された後に、前記材料に接触するように構成される、請求項1に記載の装置。
- 前記ゲートは、無線周波数磁界に非感受性の材料を含む、請求項1に記載の装置。
- 前記ゲートは、
銅を含む基部と、
セラミック材料を含み、前記材料が溶融された後に、前記材料に接触するように構成されている先端部と、を含む、請求項1に記載の装置。 - 誘導源が、内部の体積を定める誘導コイルを含み、及び、
前記ゲートは、前記ゲートが前記第1位置にある間、前記内部の体積内に前記材料を閉じ込めるように構成されている、請求項6に記載の装置。
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