[发明专利]通过快速电容器放电锻造形成金属玻璃

权利要求书

1.一种使用快速电容器放电来快速加热并锻造非晶材料的方法，包括：

提供在至少两个锻造板之间的非晶材料的样品，所述样品具有基本上均匀的截面；

将一定量的电能均匀地释放通过所述样品，以将所述样品整体均匀地加热至在所述非晶材料的玻璃化转变温度与平衡熔点之间的加工温度；

中止所述放电并且通过所述至少两个锻造板来施加变形力以使所加热的样品成形为非晶制品，同时所加热的样品仍然处于所述非晶材料的所述玻璃化转变温度与所述平衡熔点之间的温度；以及

将所述制品冷却至所述非晶材料的所述玻璃化转变温度以下的温度。

2.根据权利要求1所述的方法，其中所述非晶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/sec的速率增加。

4.根据权利要求1所述的方法，其中所述非晶材料具有不大于大约1×10^-4℃^-1的每单位温度变化的相对电阻率变化（S），并且在室温下的电阻率（ρ₀）为大约80-300μΩ-cm。

5.根据权利要求1所述的方法，其中所述一定量的电能为至少约100焦耳，并且放电时间常数为大约10μs至10ms。

6.根据权利要求1所述的方法，其中所述加工温度大约是在所述非晶材料的玻璃化转变温度与所述合金的平衡熔点之间的中点处的温度。

7.根据权利要求1所述的方法，其中所述加工温度使得所加热的非晶材料的粘度为约1-10⁴Pas-sec。

8.根据权利要求1所述的方法，其中所述样品是基本上无缺陷的。

9.根据权利要求1所述的方法，其中所述非晶材料是基于选自Zr、Pd、Pt、Au、Fe、Co、Ti、Al、Mg、Ni和Cu的元素金属的合金。

10.根据权利要求1所述的方法，其中释放所述一定量的电能的步骤在所述样品内产生电场，并且其中所产生的动态电场的电磁趋肤深度与填装料的半径、宽度、厚度及长度相比是大的。

11.根据权利要求1所述的方法，其中所述锻造板是非导电的。

12.根据权利要求1所述的方法，其中所述锻造板是导电的。

13.根据权利要求12所述的方法，其中释放所述一定量的电能的步骤通过连接至所述样品的相对端的至少两个电极来进行，并且其中所述电极不与所述锻造板接触。

14.根据权利要求12所述的方法，其中成形力的施加开始于时间t_Fi，并且终止于时间t_Fo，使得：

t_Fi>τ_RC且t_Fo<τ_C

其中（τ_RC）是所述放电的RC时间常数，而（τ_C）是所述金属玻璃在所述加工温度下结晶的时间。

15.根据权利要求1所述的方法，其中所述变形力被施加使得所加热的样品以足够缓慢的速率变形以避免高韦伯数的流动。

16.根据权利要求1所述的方法，其中所述样品的所述加热和成形在大约100μs-1s内的时间完成。

17.一种用于快速加热并锻造非晶材料的快速电容器放电装置，包括：

非晶材料的样品，所述样品具有基本上均匀的截面；

电能的源；

将所述电能的源与非晶材料的所述样品互连的至少两个电极，所述电极被附接至所述样品使得在所述电极与所述样品之间形成基本上均匀的连接；

锻造工具，包括布置成与所述样品处于形成关系的至少两个锻造板；

与所述电能的源及所述锻造工具进行信号通信的时序电路；

其中所述电能的源能够释放一定量的电能，足以将所述样品整体均匀地加热至在所述非晶材料的玻璃化转变温度与所述合金的平衡熔点之间的加工温度，并且其中所述锻造工具能够施加变形力，足以将所述加热的样品形成为网状制品；并且

其中所述时序电路感测所述电能的释放并且触发所述锻造工具经由所述至少两个锻造板对所述加热的样品施加变形力。