[发明专利]热熔接合

说明书

特此通过引用将本说明书中引述的所有公布、专利和专利申请全部并入。

背景技术

在多种金属系统中制作了块体固化非晶质合金（bulk-solidifying amorphous alloy）。它们一般是通过从熔融温度以上淬火到环境温度来制备的。一般地，实现非晶质结构需要较高的冷却速率，例如大约10⁵℃/秒。可以冷却块体固化合金以避免结晶、从而在冷却期间实现并维持非晶质结构的最低速率被称为合金的“临界冷却速率”。为了实现高于临界冷却速率的冷却速率，必须从样本中提取热量。从而，从非晶质合金制成的物品的厚度经常变成限制性尺寸，其一般被称为“临界（铸件）厚度”。非晶质合金的临界厚度可在考虑到临界冷却速率的情况下通过热流计算来获得。

接合不同的结构组件的传统方法包括焊接（soldering）、熔焊（welding）或利用紧固件来机械紧固。然而，焊接和熔焊一般需要在非常高的温度下执行，这经常导致对被接合的部件的损坏。另外，一般来说，焊接在用于接合化学上不相似的组件时变得无效。当要接合具有低软化温度的组件时，这些挑战可变得尤其加重。

从而，需要开发接合不同结构组件的方法，而没有诸如焊接和熔焊之类的传统接合方法的困难之处。

发明内容

一个实施例提供了一种方法，包括：提供第一部件，该第一部件包括突起部分，其中突起部分包括至少部分为非晶质的合金；提供第二部件，该第二部件包括开口；将第二部件布置在第一部件近旁，使得突起部分贯穿开口；以及在第一温度下将突起部分和开口相配合以将突起部分塑形为接合第一部件和第二部件的互锁装置。

另一实施例提供了一种方法，包括：提供组装件，包括：第一部件，该第一部件包括突起部分，其中突起部分包括至少部分为非晶质的合金；第二部件，该第二部件包括开口；第二部件被布置在第一部件近旁，使得突起部分贯穿开口；以及在介于合金的大约玻璃转变温度Tg和大约结晶温度Tx之间的温度下利用经加热的尖端将突起部分和开口相配合以将突起部分塑形为接合第一部件和第二部件的互锁装置。

替换实施例提供了一种装置，包括：第一部件，该第一部件包括突起部分，其中突起部分包括至少部分为非晶质的合金；第二部件，该第二部件包括开口；第二部件被布置在第一部件近旁，使得突起部分贯穿开口；以及互锁装置，该互锁装置接合第一部件和第二部件，其中突起部分和开口被互连以将突起部分塑形为互锁装置。

另一实施例提供了一种方法，包括：提供组装件，包括：第一部件，该第一部件包括突起部分，其中突起部分包括至少部分为非晶质的合金；第二部件，该第二部件与突起部分的基底的一部分接触；以及在介于合金的大约玻璃转变温度Tg和大约结晶温度Tx之间的温度下将突起部分朝着第二部件压缩以将突起部分塑形为接合第一部件和第二部件的互锁装置。

附图说明

图1(a)-1(d)提供了一系列漫画，示出了在一个实施例中利用突起来接合两个部件的过程，该突起在一个实施例中包括非晶质合金。

图2(a)-2(b)分别提供了一个实施例中的部件的组装件的截面图和鸟瞰图和具有互锁装置的组装件的照片的示意图。如图2(a)中所示的示意图是图2(b)中所示的结构中所示的接合元件和部件的放大版本。

图3(a)-3(b)示出了一个实施例中可用于将基板的突起按压到互锁装置中的尖端的示意图。图3(b)示出了在按压过程期间尖端与组件的其他部件的关系的示意图。

图4(a)-4(c)提供了对被活塞形状的尖端压缩的第一部件的突起部分（未按比例）进行配合的过程的图示。突起部分通过夸张被示为与第一部件分开，这只是为了表明第一部件和突起部分不需要是相同的。图中还示出了突起部分的形状的逐渐变化。

图5(a)-5(c)示出了组装件的示意图（在一个实施例中具有被当前描述的接合元件接合的不锈钢部分（SUS）和非晶质合金部分（VIT））。图5(b)-5(c)示出了实施例，其中图5(a)中所示的组装件被制成样本，用于不同的机械属性测量测试：拉伸测试（5(b)）和剪切测试（5(c)）。

图6(a)-6(b)示出了在一个实施例中形成的接合元件的示意图。

图7(a)-7(b)分别示出了一个实施例中的拉伸测试样品和剪切测试样品的照片。每个样品包括接合元件，该接合元件包括具有至少两个不同部分的非晶质合金。在一个实施例中，样品的尺寸在图5(b)-5(c)中描述。