CN102272862A - 加工制作的材料中的组成物:系统ia - Google Patents

Abstract

本发明涉及的是被加工制作的材料，尤其是涉及金属和合金，以及涉及制成所述材料的方法。物质中的新组成物显示出大范围排序特性和独特的电子特性。

Description

加工制作的材料中的组成物:系统IA

相关申请

本发明要求享有于2008年10月30日提交的第61/109,751号美国临时专利申请和于2009年4月1日提交的第61/165,689号美国临时专利申请的权利。上述申请文件的全部教导通过引证并入本文。

背景技术

关于加工制作各种不同的材料的技术已经在第6,572,792号和第7,238,297号美国专利中有所描述，其发明名称分别为“COMPOSITION OF MATTER TAILORING：SYSTEM I”，以及于2005年2月23日提交的USSN第11/063,694号专利申请，其发明名称为“COMPOSITION OF MATTER TAILORING：SYSREM II”中得到描述，它们都是由Christopher Nagel提交的，上述文献的内容通过引证并入本文。在现有的专利文献所描述的方法中，碳在重复进行的加入循环中被添加到材料中，而且由该方法所获得的产物具有改进的电子结构。这些方法的劣势在于，所获得的产物具有通常是处于饱和的程度或者处于更高的程度的碳污染物。

发明内容

本发明涉及的是一种意料不到的发现，即，碳的添加物对材料的加工制作并非是必不可少的。事实上，该发现是作为之前所描述的方法进行实验而获得的结论，其中感应电炉未能将材料的温度提高到预定的初始温度，而且先于所计划的碳的添加物。此后，值得注意的是，即使是在没有碳的添加物的情况下也能够进行加工制作，加工制作的结果是，所获得的产品是“基本上无碳”的。这一偶然性的发现导致了本文中所描述内容和所要求的权利。

根据本发明，能够加工制作的材料包括由‘p’，‘d’和/或‘f’原子轨道所组成的物质，而且包括但不限于金属。根据本发明所进行处理的经加工制作的材料被限定，能够区分和/或其特征在于，经加工制作的材料能量、电子特性、物理特性以及类似方面的一种或多种发生改变。X射线的荧光光谱分析是一种用于发现和辨别经过加工制作的材料的方法。特性方面的改变能够获得和/或能够被控制为瞬态的，固定的，或者是能够调节的(暂时固定的)，而且还包括如下特性，例如：机械特性、电学特性、化学特性、热学特性、工程特性和物理特性，以及物质组成物的结构特征(例如，直线性、方向性、顺序性、各向异性以及类似的特征)。

本发明包括加工制作的金属和合金，这些金属和合金基本上是无碳的，而且它们的特征在于X射线的荧光光谱分析的普克和元素丰度表(从X射线的荧光分析中获得)，正如在本文中所描述的那样。

本发明涉及的是一种对材料，例如金属或者合金金属，进行加工处理或者加工制作的方法，改进之处包括是在无碳的条件下进行加工制作。一般来说，该方法要求在无需添加碳的步骤的条件下将金属放置在对称或者非对称的振荡电磁域中。该方法能够通过使材料处于两个或更多的温度(其能够是振荡域的结果)之间重复的循环周期中来实现。在一个实施方案中，该方法包括如下步骤：

(A)添加，和可以选择的是，在反应器中熔化材料；

(B)使材料处于材料的温度升高和降低的循环周期中，例如，通过改变在一个或更多的循环周期中的至少两个温度之间的材料温度来实现，在实质上无碳的条件下，可以选择的是，在惰性气体流经材料的过程中；

(C)可以选择的是，在相同或者不同的温度下重复步骤(B)，所述温度的其中之一优选大于步骤(B)中的至少一个或者两个温度；以及

(D)可以选择的是，对从步骤(B)或者步骤(C)中获得的材料进行冷却和选择经过加工制作的材料。

渐进式升高能够是，例如，熔化的材料温度在两个设定的温度(T1和T2)之间升高和降低。可以选择的是，每一个循环周期中的温度都是能够改变的(升高或者降低)。例如，能够将熔化的金属的温度提高到T1，降低到T2，再提高到T3(其中T3＞T1＞T2，)再降低到T4(其中T3＞T1＞/＝/＜T4＞T2)，等等，从而实现每一个循环周期中的温度都能够实现渐进式升高。

本发明中的方法也可以选择包括维持步骤，从而使得金属的温度在所选定的温度下能够维持一段选定时间，可以选择的是采用气体添加物。

可以选择的是，本发明的加工加工制作过程进一步包括至少以下步骤的其中之一(步骤2，3，4，5，6，7，8或9的其中之一)：

(a)气体或者是气体添加物(例如：氮气、氢气和/或惰性气体)以设定在位于高于液面的位置上通过喷枪添加到材料中；

(b)至少气体或者气体添加物的其中之一包括气体的混合物；

(c)至少其中之一的气体暴露在辐射中；

(d)在下一步或者是在以上一个或者多个步骤中，将电流，例如，直流电或者是交流电，适用到材料中；

(e)在冷却步骤中，气体被添加到材料中；和/或

(f)在冷却步骤中，用水将材料进行急速冷却，其中水是静止的；

(g)辐射的至少一种形式是经过过滤的；

(h)在下一步或者是在以上一个或者多个步骤中，材料被暴露在辐射中；和/或

(i)在两个功率级别大于1/2，一个或者多个循环周期之间改变反应器的功率(例如，大于正常的维持功率)。

在另外一个实施方案中，本发明是一种对铜，或者其他的金属或合金进行加工处理的方法，该方法包括在无碳的条件下，使铜，或者其他的材料，金属或者合金处于重复能量的循环周期过程中，条件适用于加工制作和对加工处理所获得的产物进行试验的用于加工制作和选择经加工制作的铜。

在其他的实施方案中，振荡磁场可以通过除了加热之外的其他形式来发出能量而获得，正如将要在下文中进行更为详细的描述那样。

本发明的优势在于，包括一种将金属加工制作处理为物质的新组成物的方法，以及产生新的物质，该物质以其组成物为特征，特征在于具有改变的物理和/或电子特性而无需加入碳源。

附图说明

附图1A-1H举例说明的是实验过程中的熔炉功率的循环周期和浴液温度。

具体实施方式

本发明涉及一种物质的新组成物，本文中所指的就是“制造的”材料、金属或者金属合金。“制造的”材料、金属或者合金在电子结构上发生改变，例如，可以在液体XRF光谱中看到的电子结构上的改变。The American Heritage College Dictionary，第三版将“液体”定义为是可以改变的或者趋向于改变的。

本发明中所指的金属，通常是在指p，d，或者f区域中的金属。金属包括过渡金属元素，例如，第3族金属(例如，钪、钇、镧)，第4族金属(例如，钛、锆、铪)，第5族金属(例如，钒、铌、钽)，第6族金属(例如，铬、钼、钨)，第7族金属(例如，锰、锝、铼)，第8族金属(例如，铁、钌、锇)，第9族金属(例如，钴、铑、铱)，第10族金属(例如，镍、钯、铂)，第11族金属(例如，铜、银、金)，以及第12族金属(例如，锌、镉汞)。本发明中的金属也包括碱金属(例如，锂、钠、钾、铷、铯)，和碱土金属(例如，铍、镁、钙、锶)。其他的金属包括镧系元素、铝、镓、铟、锡、铅、硼、锗、砷、锑、碲、铋、铊、钋、砹和硅。

本发明也包括金属的合金。通常情况下，合金是金属的混合物。本发明中的合金可以是，通过例如将上文中所列的各种金属中的两种或多种熔化在一起而获得。优选的合金包括由铜、银、金；锡、锌、铅；锡、钠、镁和钾；铁、钒、铬和锰；镍、钽、铪和钨；铜和钌；镍和钌；钴和钌；钴、钒和钌；以及镍、钒和钌所组成的合金。除了金属之外的其他材料也可以根据本发明进行加工制作。

本发明也包括金属的合金或者是其他材料的混合物。典型的是，合金是金属的混合物。本发明中的合金可以，通过例如将上文中所列的各种金属中的两种或多种熔化在一起而获得。

本发明中的循环周期包括这样的时间周期，在该时间周期中，材料的温度在两个完全不同的温度之间发生改变(T1到T2，其中T1＜T2)。在时间周期中，循环周期中所涉及的温度以任意顺序发生的改变包括材料温度的升高时间(或者提高)和温度降低的时间(被动地，例如通过热交换器传送到周围环境中，或者是主动地，例如通过机械方法)。在整个循环周期或者是在一部分的循环周期中可以加入惰性气体。

为每一个循环周期所选择的温度优选的是渐进式的，例如循环周期2中的T1大于循环周期1中的T1，和循环周期2中的T2大于循环周期1中的T2，等等。在两个温度T1和T2之间的每一个循环周期都可以包括两个或更多的重复。

一种重复的循环周期处理过程是一种包括两个或者多个循环周期的过程，从而循环周期中的一个或者多个可以在两个或更多的温度之间执行。例如，在实施例1中，将感应电炉设定为以不超过150℉/hr的速度使反应器的温度达到2462℉，通过反馈回路进行控制。由于缺少足够的隔热包装材料，进入到重复的循环周期的加热过程中的感应电炉中的温度所达到的最终温度2386℉。处于加工处理过程中的材料意外地获得加工制作。

正如在试验中所看到的那样，本发明中的循环周期可以持续改变而且可以是对称的或者是非对称的。在对称的循环周期中，金属或者合金的温度升高时间等于金属或者合金的温度降低时间。在非对称的循环周期中，金属或者合金的温度升高时间不同于金属或者合金的温度降低时间。对于非对称的循环周期而言，金属或者合金的温度升高时间可以是大于或者小于金属或者合金的温度降低时间。

时间周期在一定程度上受到加热和冷却速度的控制，这是由所使用的设备(例如，感应电炉)，所选择的材料和将被加工处理的材料的质量来实践。重复周期或者循环周期中的每一次摆动的实践时间可以被选择用于产生能量形式组。

循环周期也可以包括维持步骤，或者被维持步骤所中断或者以维持步骤为终止。因此，对于选定的时间周期而言，材料可以维持在能量级别(根据测量，例如，通过温度或者碳的饱和度)。维持的时间周期可以是若干分钟到几个小时或者更多的时间。例如，材料可以维持60分钟或者5分钟。可以将不止一个维持步骤合并到加工处理的过程中，而且可以包括在重复的步骤中。

在步骤中的循环周期的数量通常整数或者是半整数。例如，在步骤中的循环周期的数量可以是1或者更多，1到40，或者1到20。循环周期的数量可以是1，2，3，4，5，6，7，8，9，10，11，12，13，14，15，16，17，18，19，20，21，22，23，24，25，26，27，28，29，30，31，32，33，34，35，36，37，38，39，或者40。可以选择的是，步骤中的循环周期的数量可以是0.5，1.5，2.5，3.5，4.5，5.5，6.5，7.5，8.5，9.5，10.5，11.5，12.5，13.5，14.5，15.5，16.5，17.5，18.5，19.5，20.5，21.5，22.5，23.5，24.5，25.5，26.5，27.5，28.5，29.5，或者30.5。在包括半整数或者非整数数值的一些循环周期的步骤中，不是加热就是冷却的其中之一会首先发生。

在一个实施方案中，加工处理过程优选的是在熔融状态下进行。典型的是，在加工制作的熔融金属的温度的循环周期在大约900℉到大约3000℉之间。例如，对铜而言，温度可以是大约1932℉到大约2467℉；对于镍而言，温度是2368℉到大约2855℉；对于钴而言，温度大约是2358℉到2805℉；等等。

气体，例如氮气，氢气或者惰性气体可以在循环周期的过程中加入，除了在明确规定的气体添加物必须在循环周期发生之前加入的情况之外。为实现反应激励能的交换，气体提供第三人体效应。例如，可以加入氢气、氦气、氮气、氖气、氩气、氪气、氙气和一氧化碳。在优选的实施方案中，气体是作为混合物加入的。优选的混合物包括氩气、氦气、氖气和/或氪气。优选的是，氩气、氦气或者氢气在混合物中的体积至少50％，更为优选的是，至少80％，例如，至少90％。特别优选的是，混合物的体积中包括(1)93％氩气，5％氦气和2％氖气；(2)92％氩气，5％氦气和3％氖气；(3)95％氩气和5％氦气或者氖气；(4)95％氦气和5％氪气；(5)95％氮气和5％氦气；(6)97％氦气和3％氖气(任意地是氪气的痕量)；(7)97％氩气和3％氖气；(8)60％氩气和40％氦气(优选的是氖气，氢气和/或氪气)；(9)49.5％氢气，49.5％氦气和1％氖气。在选择特定组配和气体浓度时，应当考虑如下因素：放射情况，Hodge光谱特性和所要求的动量/能量交换。

在每一个实施方案中，气体可以以各种不同的速度进行添加。一般来说，是根据所导致的材料中的搅动和与材料进行的交换来添加气体的。因此，气体可以低速添加，这将导致低的搅动/交换；以中低速、中速或者高速或者更高速进行添加。气体可以在添加之前进行混合或者分别进行混合。使用传统的流体动力学缩放比例模型并假设坩埚的大小是内径为3.75英寸，高为14.5英寸，承载20磅的钴，低速搅动的实施例可以通过添加大约0.25SLPM而获得；中低速搅动可以通过在大约1.25SLPM之间获得；中速搅动可以通过在大约2.5SLPM之间获得，和高速搅动可以通过在大约5.0SLPM之间获得。选择低速搅动会通常导致在静态浴中清楚确定的气泡。高速搅动通常导致湍流的混合充分的浴液。中速和中高速的搅动速度能够使混合和交换在这些极值之间进行调节。在一些例子中，添加的速度可以开始于1级，以及可以在步骤的过程中改变为不同的级别(例如，从低速到更高速)。一般来说，理想的是，气体以超速进行添加以有助于控制反应和确保速度限制的步骤与质量传递扩散无关。承载100磅的铜，高度为16.5英寸的8.875英寸的坩埚的流量可以被确定，这是通过在磁泡尺寸和停留时间分布的基础上使用标准度量技术以获得类似的传递现象来实现的。

气体可以在低于或者高于(包括越过)材料的表面上来添加。当气体是在低于材料的表面进行添加的情况下，气体可以通过位于反应器的底面或者侧面上的注入孔来添加。然而，通常优选的是通过喷枪来添加气体。用于提供气体入口的喷枪可以布置在位于表面之下的位置上，例如，在反应器的底部、中点位置或者是靠近材料表面的位置上。当喷枪浸没到材料中，通常理想的是在反应器的初始进料(例如，用金属丸粒填充反应器)之前或者是在这个过程中布置好喷枪。当喷枪没有浸没到材料中，喷枪可以放置为引导气体通过材料的表面或者对着材料的表面。在气体被引导朝向材料的位置上，气体可以通过力的作用来引导，这将在表面上产生凹口。喷枪可以沿着反应器的中心线进行布置。然而，通常理想的是使喷枪偏离中心布置，例如，从中心开始测量在半径的2/3的位置上。喷枪的位置需要参考质量/能量转换，多个喷枪的相互作用，以及被加入的反应物的物理化学特性和光化学特性。

在整个加工处理过程中或者是在多个循环周期中的一个循环周期或一系列循环周期或交互循环周期，在冷却步骤或者此后作为后处理步骤中，材料可以处于或者是暴露在气体中。

在一个实施方案中，气体暴露在辐射中。暴露的方式可以是连续的或者是成批的。例如，当气体移动通过从气体源到反应器的导管时，可以适用辐射源。优选的是，导管是不是非透明的，而且更为优选的是，导管是半透明的或者是透明的。辐射可以适用到开放或者封闭的系统中。在基本上没有其他辐射源(例如，可见光、背景中的磁场)的情况下，封闭的系统限定气体在特定辐射中的暴露。这通过在导管部分的周围构建黑盒子和将辐射源放置在黑盒子中的方法能够很容易地实现。在辐射源不被周围的光线屏蔽的地方，也可以采用开放式的系统。

在又一个实施方案中，材料本身处于辐射中(适用振荡电磁场的其他形式)，或者可以替换的是，在上文中所描述的加工处理的过程中或者在该过程之后。例如，被加工制作的金属可以处于辐射中以进一步改变金属的特性。

可以选择辐射源以提供宽范围的发射波长。例如，辐射可以覆盖红外线到紫外线的波长。在一个实施方案中，优选的辐射源的实施例的发射的范围是在160nm到1000nm；在另外一个实施方案中，优选的辐射源的实施例的发射范围在180nm到1100nm；在一个更为优选的实施例中，优选的辐射源的实施例的发射范围在400nm到700nm。辐射可以通过例如，短弧灯、高功率的放电管、铅笔型灯、激光、发光二极管、白炽灯、荧光灯和/或其他的卤素灯来方便地提供。适用的高功率的放电管的实施例包括汞蒸汽、钠蒸汽和/或金属卤化物。短弧灯包括汞、氙、汞-氙灯。铅笔型灯包括氖、氩、氪、氙、短波紫外线、长波紫外线、汞、汞/氩、汞/氖以及类似的组合。辐射也可以包括(并非排除)，白炽灯的光线和荧光灯的光线和/或自然光的光线，例如，由天体所发射的电磁辐射。

辐射源可以任意与遮光罩或者波长过滤器结合使用。适当的护罩和过滤器可以从UVP公司(Upland，CA)获得。过滤器和护罩可以引导或者改变发射输出。UVP Pen-Ray过滤器的实施例包括G-275过滤器，该过滤器在吸收可见光的同发射出紫外线，波长为254nm；G-278过滤器将短波辐射转变为长波辐射，波长为365nm。Pen-Ray护罩包括护罩A，对于点阵源，护罩A的ID孔为0.04英寸，护罩B上具有0.31×0.63英寸的窗口，以及护罩C上具有0.19×1.5英寸的窗口。过滤器和护罩也可以从Newport公司(Irvine，CA)获得。Newport 6041型短波过滤器吸收可见谱线；6042型长波转换过滤器会减弱253.7nm的汞谱线并在300-400nm内发射荧光；以及6057 Glass Safety过滤器吸收253.7nm的汞谱线和减弱312.6nm的谱线。由Newport所提供的Aperture护罩包括6038型小孔护罩，该护罩具有的直径是0.040英寸(1mm)，6039型小孔护罩具有0.313×0.375英寸的窗口，以及6040型大孔护罩具有0.188×1.50英寸的窗口。过滤器和护罩也可以从Edmund Industrial Optics公司(Barrington，NJ)获得。Edmund UV遮光罩A具有内径为1mm的钻孔；护罩B具有尺寸为7.9mm×15.9mm的孔洞；以及护罩C具有尺寸为4.8mm×38.2mm的孔洞。

灯的方向也可能会对所获得的结果造成影响。因此，在气体处于辐射源的实施方案中，辐射源可以固定以便引导辐射直接地朝向引导气体的导管，与该导管相垂直，远离该导管或者与该导管平行，或者辐射源的入口或者出口。气体可以是上文中所讨论过的气体或者是其他的气体，例如，空气或者氧气。辐射源可以水平地、垂直地和/或以一定的角度进行放置，越过导管的下方。例如，铅笔型灯(或者是其他类型的辐射源)的基础可以设定在与导管的高度所相同的高度上，灯的顶端被控制或者指向导管。可以选择的是，铅笔型灯(或者是其他类型的辐射源)的基础可设定在导管的高度上，而且灯在高于(低于)导管的30°(40°，45°，50°，55°，60°，或者90°)的方向上。可以选择的是，铅笔型灯的基础可以固定在高于或者低于材料的水平的位置上。铅笔型灯的尖端是指向上或者指向下的，在气体流动的方向上或者与气体流动相反的方向上，或者是相对于以上所提及的任何一种方向的另外的角度。进一步说，不止一个相同或者不同的铅笔型灯单独使用或者与其他的辐射源结合使用，设定在相同的或者不同的高度、方向和角度上。灯可以以可选择的顺序出现(首先是氙，然后是汞，反之亦然)。

在将被处理的材料处于辐射源的实施方案中，正如上文所述，类似的位置可以相对于气体导管而获得。辐射源可以固定，以便将辐射直接引导到材料中，与材料相垂直，远离材料或者与材料相平行。辐射源可以进行水平定位，垂直定位和/或以上文中所述的角度进行定位，在材料的下方通过。正如上文中所述，铅笔型灯(或者是其他类型的辐射源)的基础可以设定在与材料的高度相同的高度上，灯的顶端被控制或者指向材料。可以选择的是，铅笔型灯(或者是其他类型的辐射源)的基础可设定在材料的高度上，而且灯在高于(低于)材料的30°(40°，45°，50°，55°，60°，或者90°)的方向上。可以选择的是，铅笔型灯的基础可以固定在高于或者低于材料的水平的位置上。铅笔型灯的尖端是指向上或者指向下的，在气体流动的方向上或者与气体流动相反的方向上，或者是相对于以上所提及的任何一种方向的另外的角度。进一步说，不止一个相同或者不同的铅笔型灯单独使用或者与其他的辐射源结合使用，设定在相同的或者不同的高度、方向和角度上。

在优选的实施方案中，辐射源是高功率的放电管，其被确定位置以便将辐射引导朝向材料。高功率的放电管可以与一个或更多的铅笔型灯结合使用，所述铅笔型灯位于最靠近高功率的放电管的位置上。通常，高功率的放电管配置有阀盖或者反射器用于引导辐射。在某些情况下，一个或更多的铅笔型灯可以放置在反射器的内部和/或后部。

更进一步，辐射源和材料和/或气体导管之间的距离会对所获得的结果产生影响。例如，灯可以放置在远离导管和/或材料的大约5cm和100cm之间的距离内，或者更多。在其他的实施方案中，在辐射源和材料和/或导管之间的距离可以在大约100cm和5m之间，或者更多。

在其他的情况下，辐射可以被过滤。过滤器，例如，可以使用有色玻璃的过滤器，该过滤器可以从照相器材的商店购买。在又一个实施方案中，过滤器可以是其他的材料，例如，水，气体(空气或者其他气体)，或者是制造的或加工制作的材料，例如本文中所描述和加工制作的那些材料，或者选定密度的材料，化妆品、特性或者结构。在一个实施方案中，过滤器可以放置在辐射源和目标金属或合金或在方法中使用的气体之间。过滤器也可以被称为“强制功能”。强制功能可以在电磁辐射源中结合使用，以便导致或者影响在材料中的变化。除此之外，气体可以被注入到含有强制功能的孔洞中，以改变组件的性能。

在一个实施方案中，辐射源具有不同于材料的环境。这将通过将气体引导到灯的环境中的方式来实现。在辐射源是位于盒子中的铅笔型灯以发射处光线的地方，这将通过将气体引导到盒子中的方式来实现。在其他的实施方案中，辐射源可以是短弧灯或者是短弧灯的组件。在这样的实施方案中，气体可以被引导到最靠近灯的发生器中。气体包括上文中所讨论的那些气体。

辐射可以连续适用或者间断适用(例如，脉冲或者可以选择的)而且其强度是可以调制的。当辐射是连续适用时，辐射可以在气体被引导到导管中之前或者之后开始。其可以适用于循环周期的期间或者一系列的循环周期中。在辐射是脉冲时，每一个脉冲的长度可以是相同的或者是不同的。一般来说，辐射可以适用，以导致在导入到反应器之前改变、改换气体或者目标材料。传统上，这是通过控制灯和电脑来实现的。以下因素需要考虑，辐射源的位置、暴露和顺序，包括理想的波长、强度和能量特征，入射角度，和谐波轮廓，将被注入到目标材料中(例如，气体、金属、被加工制作的金属、辐射气体和类似物)。

在某些情况下，辐射源和/或铅笔型灯和/或过滤器和/或目标材料或者气体经过很好地冷却。例如，当高功率的放电管与铅笔型灯结合使用时，冷却铅笔型灯有利于防止损害的发生。可以选择的是，当短弧灯与铅笔型灯和/或滤光器结合使用时，冷却铅笔型灯有利于防止损害的发生以及防止滤光器的损害。

也可以使用其他类型的能量源到振荡电磁域中和对本发明中的材料进行加工制作。例如，DC电流可以连续使用，或者安培数值可以改变，例如，在0-300安培之间，例如，0-150安培。AC电流可以连续使用或者发生改变，例如，以波型的方式，例如，选定频率和振幅的正弦波、矩形波或者三角波。典型的是，10伏特，从极大到极小，是在0-3.5MHz，0-28MHz，或者0-50MHz中使用。在其他的实施方案中，从极大到极小的伏特值小于大约15vdc，10vdc，8vdc，7.2vdc，5vdc，1.7vdc和1vdc。可以使用频率发生器。在一个实施方案中，可以在反应器中放置电极，例如，在低于材料的表面的位置上，以及可以使用电流。正如上文中所讨论的辐射那样，可以使用电流，以便与循环周期或者一系列的循环周期相一致，或者与加工制作处理过程的全部或者一部分的单一步骤相一致。通常，电能是在连接到电极上之前启动的，以避免任何电能波动的冲击。

本发明中的各种方法可以在适合的反应器中执行。适合的反应器的选择取决于将要被处理的金属或者合金的数量、加热模式、所要求的加热(温度)范围以及类似的因素。在本方法中的优选的反应器是一种感应电炉式的反应器，其能够在大约0kHz到大约10,000kHz，0kHz到大约3,000kHz，或者0kHz到大约1,000kHz的频率范围内进行操作。在较低的频率范围内操作的反应器对于较大的金属进料而言是理想的，因此，在0-3,000kHz范围内操作的反应器通常适合于20磅的金属进料，而在0-1,000kHz范围内操作的反应器通常适合于5000磅的金属进料。

典型的是，本方法中的反应器与适合的坩埚相配。坩埚的选择部分取决于将要被加热的金属或合金的数量和本发明中的温度。为本发明所选择的坩埚通常具有能够承载大约5磅到大约5吨的重量的能力。一种优选的坩埚是由89.07％Al₂O₃，10.37％SiO₂，0.16％TiO₂，0.15％Fe₂O₃，0.03％CaO，0.01％MgO，0.02％Na₂O₃，和0.02％K₂O所组成的，并且具有大约和9″的外径和大约7.75″的内径以及14″的深度。第二种优选的坩埚是由99.68％Al₂O₃，0.07％SiO₂，0.08％Fe₂O₃，0.04％CaO，和0.12％Na₂O₃组成的，并且具有4.5″的外径，3.75″的内径以及10″的深度。

更进一步说，冷却的步骤可以改变加工制作处理的结果。所述的冷却包括分段冷却和/或急速冷却步骤。分段冷却通常包括由于热与空气或者其他气体在1到72小时，2到50小时，3到30小时或者8到72小时内的传导所导致的冷却。急速冷却，就是众所周知的淬火，典型的是包括与空气或者其他气体在低于固态线的温度下进行的初始冷却，从而形成固体，并且将固体放置在浴液中，浴液包括适当的液体，例如，自来水、蒸馏水、去离子水或者是其他形式的水，气体(正如上文中所限定的那些气体)，液态氮或者是其他适合的液化气体，热稳定的化成油(例如，硅油)或者是有机冷冻液，以及上述的结合。浴液可以包括在适当温度下的适当数量的液体，以致可以导致所需数量的冷却。在完成冷却之前或者之后，铸锭可以从坩埚上拆卸下来。在材料进行冷却的过程中，周围环境可以是搅动的，混合的或者是涌动的。这是通过维持冷却液在材料上的流动来完成的，或者通过使冷却的浴液或者周围环境产生涌动来完成。可以选择的是，冷却液并非是搅动的或者是涌动的，而且冷却液的循环是最小量的。

在一个实施方案中，材料是在不同的器皿中(冷却或者是放入水中的急速制冷室)进行冷却的。冷却室可以是，例如，聚乙烯(或者是其他的塑料)容器。铸锭可以直接或者间接放置在冷却器皿中(例如，以垂直或者是水平的方向放置)。一般来说，铸锭可以放置在距离容器的内壁至少大约6英寸的位置上。冷却液的高度至少高于或低于铸锭表面大约12英寸。一种耐火材料(例如，用冷却液(例如，DI水)冲洗的陶瓷块，以及任意任其干燥或者是允许其逐渐干燥)可以用于支持位于急速冷却室中的铸锭。

当材料在反应器或者感应电炉的不同的器皿中进行冷却时，材料是可以自动或者手动拆除的，以致可以清洁和保护表面。拆除可以通过成对的火钳(例如，铸铁、钢、不锈钢、镍、钛、钨或者其他高温熔化的过渡金属)来手动完成。手动拆除也可以通过披上沉重的，绝缘的，抗热的套管来实现。

当坩埚从装有材料的反应器中拆除时，坩埚可以在制冷之前或者之后进行拆除。坩埚可以通过将其缓慢地从材料中脱离的方式来拆除。铁锤、撞杆或者楔形物可以用于执行该功能。然而，应当注意避免材料与铁锤之间的硬碰击或者其他导致的实质性影响或者金属与材料的接触。在一个实施方案中，坩埚的拆除可以在空气温度大约为350±75℉，750±250℉，1100±250℉或者在T固态线-75℉，T固态线-5℉的情况下进行。

本发明中的物质的新组成物本身可以表现为能量上是瞬态、可调的，或者永久改变的和/或相关的特性，作为宽泛的限度而言。特性的改变可以显示为或者可以包括在以下方面上的改变：(1)结构原子特征(例如，材料/样品的方向原子能水平的功能的XES/XRF峰值产物、峰值流动性，峰值强度，峰值质心，峰值轮廓或者形状，以及TEM，STM，MFM扫描)；(2)电子特征(例如，SQUID，扫描的QUID，扫描磁阻显微术，扫描磁铁显微镜，磁力计，非接触式的MFM，电子的电磁相互作用，量子(或拓扑)顺序1，2，量子纠缠3，Jahn-Teller影响，基态影响，电磁域位置/方向、能量梯度，Hall影响，电压，电容，电压衰变速度，电压梯度，包括的衰变斜率和/或斜率衰变的变化的电压特征)；(3)结构分子或者原子特征(例如，SEM，TEM，STM，AFM，LFM，和MFM扫描，任意的光学显微术成像，以及结构的方向，顺序，大范围的对齐/排序，各向异性)；(4)物理常数(例如，颜色，晶体形态，旋光率，发射率，熔点，密度，折射率，溶度，硬度，表面张力，非传导性，磁化率，摩擦系数，X射线的波长)；(5)物理特性(例如，机械性，化学性，电子性，热性，工程性以及类似特性)；以及(6)其他的自然形成的材料区别于由包括物质改变所加工制作的材料的改变。

优选的分析方法是X射线荧光光谱测定法。X射线的荧光光谱测定法在George J.Havrilla所著的“X-Ray FluorescenceSpectrometry(X射线荧光光谱测定法)”中有所描述，刊登在1997年由Frank A.Settle，Ed.，Prentice-Hall，Inc出版的“Handbook ofInstrumental Techniques for Analytical Chemistry”上，上述内容通过合并并入本文。XRF光谱测定法是一种众所周知的经过长期检验的方法，该方法被用于对固体和液体样品的元素组成物(具有Z＞11的元素)进行检测和定量或者半定量分析。该技术从最少的样品制品、宽动态范围和是非破坏性中获得优势。典型的是，XRF的数据并不取决于被分析的样品的维度(例如，轴向的或者是径向的)。误差小于1％的精确度通常可以通过XRF光谱测定法获得，而且该技术具有几百万分之几的检测极限。

XRF光谱测定法首先涉及现有的原子，例如，射出的内壳层电子。当电子喷出时，外壳层电子将会“落入”到射出的内壳层电子的低能位置上。当外壳层电子“落入”到低能位置上时，X射线的能力就会释放。典型的是，电子从K，L或者M层射出，而且可以由或N层的电子进行替换。由于存在喷出物大量的结合，和对于任何给定元素的替换可能，若干能量的X射线在典型的XRF实验的过程中被发射出来。因此，在被足够的能量源激活之后，元素周期表中的每一个元素都具有X射线的标准图案，由于每一个所述的元素都具有自己的特征电子形态。通过将发射的X射线能量的图案与在表格中(例如，在1992年由D.R.Lide，CRC Press出版“Handbook of Chemistry and Physics，73^rd Edition，”一书中第10-233到10-271，该内容通过引证并入本文)发现的值进行匹配，人们可以辨别出哪些元素出现在样品中。除此之外，发射出的X射线的强度允许人们确定样品中的元素的数量。

XRF技术还有两种标准的修改版。首先，作为一种能量分散方法(EDXRF)，XRF技术使用一种探测器，例如，Si(Li)探测器，其能够同时测量来自元素阵列的X射线光量子的能量和强度。EDXRF尤其适用于快速获取数据以确定总的元素组成物。典型的是，EDXRF的检查极限是在数十到数百万分之一的范围内。波长色散技术(WDXRF)通常比较适合用于高精确度和高准确度的分析。WDXRF使用一种晶体来分散所发射出的X射线，这是基于Bragg定律。天然的晶体，例如，氟化锂和锗，通常用于高能量(短波长)的X射线，合成的晶体，通常用于低能量(长波长)的X射线。晶体的选择部分能够获得理想的分辨率，以致不同能量的X射线被分散到可以区分的2θ角。WDXRF可以顺序测量X射线，以致WDXRF仪器将通过2θ角的范围并将光谱记录在案，或者可以将探测器定位在多个2θ角上，并允许更加快速地分析样品。用于WDXRF的探测器包括气体电离和闪烁探测器。本发明中对于WDXRF技术的使用的进一步的描述可以在实施例1中发现。来自EDXRF的结果和来自WDXRF的结果可以通过确定2θ角和对应的X射线的波长(例如，使用Bragg定律)之间的关系进行对比，以及通过将波长转换为能量(例如，能量等于波长乘以Planck常数和光速的倒数)的方法来进行对比。

对发射出的X射线的分析可以自动或者半自动地执行，例如，通过使用软件包(例如，Thermo Fisher Scientific公司的UniQuant

软件)来分析EDXRF或者WDXRF。UniQuant

可以用于少于标准的、半定量到定量的XRF分析，该分析使用的是扫描X射线光谱进行的强度测量。这一软件包将全部的样品类型统一在一个分析程序中。UniQuant

软件程序对于无适用标准的样品的分析是非常有效的。样品的制备通常是最少量的或者根本没有要求。样品可以具有不同的种类、大小和形状。从氟或者钠升级到铀，或者其他的氧化物都可以作为样品进行分析，例如，一块玻璃，一个螺丝钉，金属钻，润滑油，松散的粉尘，高分子材料，磷酸，基片上的薄层，土壤，涂料，树的年轮，以及，总的来说，这些样品是没有标准可以适用的。对于每一种元素，报告都是表现为重量百分比的形式，除了估计的误差之外。

在例如UniQuant

的软件包中，XRF光谱是由数据通道组成的。每一个数据通道都对应一个能量范围，而且包含有关能量所发射出的X射线的数量的信息。数据通道可以结合到一个连贯的图表中，以显示出发射出来的X射线的数量或者强度与能量或者2θ角(2θ角与X射线的波长有关)关系，以致图表可以显示出一系列的峰值。本领域内的普通技术人员所作的峰值分析，或者是软件包所完成峰值分析识别出单个元素的实验所确定的峰值和预先确定的峰值之间的对应关系。对于一种元素而言，峰值的位置(例如，峰值质心相对于能量或者2θ角的位置)，峰值轮廓/外形，峰值产物，和峰值流动性将被估计为本质上相同的，在实验误差的范围内，对于含有元素的任样品而言。如果相同数量的元素出现在两个样品中，强度也会是实质上相同的，除了实验误差和基体效应之外。

一种典型的软件包被编程为具有元素的发射出的X射线的相关联的确定的数据通道。被发射出的X射线的强度的量化是通过将XRF光谱整合到一定数量的数据通道中来实现的。在测量到得强度和之前在元素中收集到得数据的基础上，软件包将整合到全部的数据通道中，与发射出的X射线的强度形成关联，之后将计算出现在样品中的元素的相对丰度或者数量，这是在与标准进行对比的基础上完成的。由本发明所加工制作的物质组成物的改变通常是以XRF光谱为特征的，其报告为：(1)元素的出现不是发生在起始材料中，而且不是在加工制作处理的过程中添加的；(2)元素的增加的数量没有添加到总量测量的过程中；或者(3)元素减少的数量在总量指示的过程中没有被减除。(3)的实施例包括在恢复正常化之前的可以确认的光谱参照总数的减少和/或在燃烧时再次出现元素。本发明的产物也可以具有这样的特征，例如，XRF Uniquant分析之间的差异所表征的特征，例如，通过燃烧样品(例如，LECO分析)，正如将要在下文中进行详细描述的那样。

“LECO”分析包括由LECO computer所提供的CS-300Carbon/Sulfur测定仪所完成的分析。CS-300Carbon/Sulfur测定仪是以微处理器为基础的，软件驱动的仪器，以用于测量金属、矿石、陶瓷以及其他无机材料中的含碳量和含硫量。

分析是从称出样品(象征性的1g)放置在瓷坩埚的天平上开始的。加入催化剂原料，坩埚放置在承载基座上，然后按下分析按钮。电炉自动进行关闭，然后，燃烧室用氧气进行冲洗以去除残留的大气。在经过冲洗之后，流经系统的氧气恢复而且感应电炉关闭。样品的感应元件和催化剂与高频电炉连接在一起。纯氧的环境和由连接所产生的热量导致样品进行燃烧。在燃烧过程中，样品中的全部元素都氧化了。元素中的碳被还原，释放出碳，其立例如与氧结合产生CO和CO₂，半数以上是CO₂。同样地，元素中的硫也被还原了，释放出硫，其与氧结合产生SO₂。

样品气体在载流中被冲走。在第一IR细胞中，硫被检测为二氧化硫。在接触式反应的加热组件中，当三氧化硫从位于细胞膜质过滤器的系统中被清除时，少量的一氧化碳被转变为二氧化碳。在IR细胞中，当气体流经IR细胞时，碳被检测为二氧化碳。

理想的是，相对丰度将全部100％先于正常化。然而，出于各种不同过的原因，例如，不适当或者不充分的校准，和/或空间的样品表面，相对丰度将不会全部100％先于正常化。元素的相对丰度不会100％先于正常化的其他的原因在于一部分的XRF光谱落入到数据通道的外面，其是软件包与元素相关联的(例如，属于某种元素的一部分的XRF光谱没有被验证，而且没有包括在相对丰度的计算中)。在这种情况下，相对丰度将可能全部少于100％先于正常化。更进一步，样品通常具有各向异性的特征，借此轴向扫描完全不同于径向扫描。所以，本发明的产物的特征在于XRF光谱没有被Uniquant软件所验证(例如，在正常化之前的已知浓缩物的总数小于100％)，在本文中描述为总计，例如，小于98％，例如小于90％，例如，小于80％。在附加的实施方案中，软件包报告或者监测一个或更多的没有被其他的方法所监测到的元素，或者在不同的数量中监测到的一种或更多的元素。

X射线发射的光谱测定法(XES)，一种类似于XRF的技术，也提供了关于元素的电子信息。在XES中，低能源被用于从样品中注入电子，已知仅仅分析样品的表面(对于多个测微计)。与XRF类似的是，产生了一系列的峰值，其对应于外壳层电子，其替换注入的内壳层电子。对于两个具有相同组成物的样品而言，在实验误差和基体效应的范围，峰值形状、峰值流动性、峰值产物、峰值强度、峰值质心以及峰值轮廓被认为是实质上相同。

因此，与自动改变的状态(即，制造或者加工制作)相对比的控制标准的XES分析报告也可以进行分析。在轴向方向上所加工制作的铜与自然的铜(即，99.98％wt)相类似的组成物，但是径向扫描显示出在靠近天然的硫、氯和钾附近的区域中出现新的峰值。从天然的物种(即，硫、氯和钾)中转移的所观察到得峰值的质心证明了基本元素的原子状态发生了电子改变。通过LECO(IR)分析器来检测在蒸汽相中的SO_x的传统的化学分析报告宣布了样品的燃烧证明在XES的较低的检测极限下没有出现硫。

非接触式的磁力显微术成像或者扫描通道的显微术(STM)的扫描也可以证明物质或者制造或加工制作的材料的新组成物的产物，被改变的和对齐的电磁网络所识别。特别的是，从各种不同的优势考虑，这些扫描显示出改变的电磁能量网络的轮廓。

物质的新组成物可以是电子结构上改进的，以导致大范围的排序/对齐。可以选用的显微术和材料的SEM成像证实所获得的大范围的排序的程度和面积。

非接触式的磁力显微术成像或者扫描通道的显微术(STM)的扫描也可以证明物质或者制造或加工制作的材料的新组成物的产物，被改变的和对齐的电磁网络所识别。特别的是，从各种不同的优势考虑，这些扫描显示出改变的电磁能量网络的轮廓。当与天然的材料或者起始材料相比较时，非接触式的MFM成像可以显示出本发明的产物通常具有清楚的图案副本和加工制作材料的强度。本发明的产物的特征在于高纯度的非磁性金属，例如，铜元素(例如，99.98％wt)，表现出磁铁性能。

产物的特征也可以体现在颜色的改变上。产物铜的颜色变化产生的范围是从黑色、铜色、金色、银色到红色。其他的可见变化包括半透明或者接近透明的范围。但是并与局限于原理，金属的电子状态沿着连续体的改变能够使物质的颜色的新组成物是可以沿着连续体进行调节的。

加工处理过程中的其他产物的特征在于硬度的改变。金刚石锥硬度标在不同的加工制作的铜的样品中的变化范围是从大约25到90(或者高于天然铜的3到9倍)。硬度的变化可以是各向异性的。

影响加工制作的金属或合金的电磁域的电力元件的控制使得遵守Hall电压(V_H)成为可能。电力元件的控制能够增强电磁域的明暗度，其将电荷大量集中在原子的表面上，与大量的浴液表面相对。反映出场域的重新定位的特征可以包括在导入的大量介质中改变电容和电压的衰变速度和电压梯度。

对于本领域内的普通技术人员来说显而易见的是，由本发明所产出的产物具有多种效用。实际上，包含有金属的材料可以用于加工制作的具有可以调节的化学特性(例如，区域选择性、区域专一性或者反应速度)、电子特性(例如，带隙、感受性、电阻系数或者磁性)、机械特性(例如，柔韧性或者硬度)和/或光学特性(例如，颜色)的产物。

本发明的产物基本上是无碳的。与之形成对比的是，例如，在美国第7,238,297号专利中描述的产物的特征在于含碳量是处于饱和状态的或者更高。在这种情况下所限定的“基本上无碳”是指这样的产物，即，仅仅是在起始材料中含有一定数量的碳。也就是说，为了实现加工制作，不需要的加工处理的过程中添加碳。现有技术中的产物通常的含碳量等于或者超过饱和的水平。例如，就铝而言，碳的饱和度是在大约0.22％和0.71％的原子。就铜而言，碳的饱和度为大约0.04％原子。因此，在一个实施方案中，本发明的产物的特征在于，除了碳的百分比小于饱和度之外，还具有上文中所描述的一种或多种的电子特性和/或物理特性。在优选的实施方案中，产物仅仅是具有在加工处理过程中添加的材料的含碳量。在其他的实施方案中，产物基本上是无碳的，而且在一个实施方案中，产物中含有不能被检测到得碳。

正如上文中所讨论的那样，通过X射线的荧光性进行的组成物的分析是一种传统的用于探测材料的加工制作的方法。如果所产生的报告探测到如下元素，就能探测出加工制作的过程，(1)元素没有出现在起始材料中而且没有被添加或者(2)元素出现在起始材料中和(a)没有添加其他的元素或者(b)元素没有被去除或者冲淡。因此，在优选的实施方案中，本发明所涉及的组成物基本上是无碳的，其中组成物(例如，金属，比如，铜)包括由X射线荧光分析报告所表征的特征的材料，其中报告详述了出现在元素周期表中的元素，其中所述组成物没有与所述元素相接触；或者包括由X射线荧光分析报告所表征的特征的材料，其中报告详述了元素周期表的中元素浓度，其超出所述的被添加到组成物中的元素的浓度；或者包括由X射线荧光分析报告所表征的特征的材料，其中报告详述了元素周期表的中元素浓度，其小于所述的被添加到组成物中的元素的浓度。

实施例1：

此次操作的目的在于重复之前进行的“失败操作”。之前的操作“失败”是由于包裹在坩埚周围的不充分的绝缘所导致的大量热流失，因此，即使是在允许元件在3个小时内使用最大的功率-40Kw的情况下，也不能达到初始饱和度的温度2462℉。将全部功率维持3小时之后，操作RO14-02-005电炉温度达到2300℉。为了重复操作，所以的绝缘包裹层都从坩埚的外层上去除。100磅的感应电炉反应器(感应电热器)中的以氧化铝为基础的圆柱形坩埚(99.68％Al2O3，0.07％SiO2，0.08％Fe2O3，0.04％CaO，0.12％Na2O3；外径4.5″×内径3.75″×深14.5″)适用于73-30R型Powertrak电源。附着在电源上的感应线圈具有如下尺寸：1英尺3英寸的外径，1英尺1英寸的内径。总的线圈长度为1英尺5英寸。线圈的有源区域包括8层有源包裹层，其总高度为1英尺1/4英寸。在高于和低于有源包裹层的顶部和底部的地方还有单独的一层无源制冷包裹层。顶部的无源包裹层高于有源包裹层2.249英寸。底部的无源包裹层低于底部的有源包裹层2.725英寸。反应器通过其进料端口填充有9080g的铜(纯度为99.98％)。反应器配置有石墨端盖和陶瓷里衬(即，由工程陶瓷制成的坩埚)。在整个加工处理的过程中，100％Ar(～0.5psi)低的正压力通过连续的退格排出来维持在反应器中。

然后，启动感应电炉的功率。反应器被编程为在16.5小时的时限内加热到2462℉，加热速度小于150℉/hr，受到坩埚的整体性的限制。感应电炉在0kHz to 3000kHz的频率范围内进行操作，频率是由温度控制的反馈回路限定的，其使Omega ModelCN300温度控制器进行工作。在16.5小时的加热之后，将维持3小时编程到其中以与RO14-02-005的操作相匹配。再一次，在RO14-02-005中进行操作，浴液的温度不能达到饱和温度2462℉，即使是在3个小时内使用最大的功率-40Kw的情况下。在RO14-08-004中操作的最终温度达到2386℉。附图1A-1H对操作过程的浴液温度和功率进行了举例说明。附图也对感应电炉的初始加热过程中的循环周期处理过程进行了举例说明，其足以对产物进行加工。

本文给出了该实验的产物以及可以参考失败的实验，都是经过了Uniquant分析，正如在本文众所描述的那样。实验结果记录在下面的表格中

虽然本发明通过参考优选的实施方案在本文中得以特别显示和描述，但是本领域内的任何一名普通技术人员都能理解，根据本发明的各种形式上的变化和细节都不会脱离于本发明的范围并包含在以下随附的权利要求书中。

Claims (16)

1.一种加工处理材料的方法，该方法包括如下步骤：

(A)添加以及可以选择地在反应器中熔化材料；

(B)使材料处于材料的温度升高和降低的重复的循环周期中，例如通过改变在一个或更多的循环周期中的至少两个温度之间的材料的温度来实现，在基本上无碳的条件下，可以选择的是，在惰性气体流经材料的过程中；

(C)可以选择的是，在相同或者不同的温度下重复步骤(B)，所述温度的其中之一优选的是大于步骤(B)中的至少一个或者两个温度；以及

(D)可以选择的是，对从步骤(B)或者步骤(C)中获得的材料进行冷却和对经过处理的材料进行选择。

2.根据权利要求1中的方法，其中材料是本质上无碳的。

3.根据权利要求1中的方法，其中的材料是金属，例如过渡金属。

4.根据权利要求2中的方法，其中过渡金属是铬、锰、铁、钴、镍、铜、锌或者是它们组成的合金。

5.根据权利要求1中的方法，其中惰性气体在步骤(B)和/或步骤(C)的过程中被添加，而且惰性气体是选自一种或者多种氩气、氮气、氦气、氖气、氙气、氢气、氪气和它们的混合气体。

6.根据权利要求1中的方法，其中该方法包括以下步骤的至少其中之一：

(a)气体或者是气体的添加物(例如：氮气、氢气和/或惰性气体)以设定在位于高于液面的位置上通过喷枪添加到材料中；

(b)至少气体或者气体添加物的其中之一包括气体混合物；

(c)至少其中之一的气体被暴露在辐射中；

(d)在下一步或者是在以上一个或者多个步骤中，将电流，例如，直流电或者是交流电，适用到材料中；

(e)在冷却步骤中，气体被添加到材料中；和/或

(f)在冷却步骤中，用水将材料进行急速冷却，其中水是静止的；

(g)辐射的至少一种形式是经过过滤的；

(h)在下一步或者是在以上一个或者多个步骤中，材料被暴露在辐射中；和/或

(i)在两个功率级别大于1/2，一个或者多个循环周期之间改变反应器的功率(例如，大于正常的维持功率)。

7.根据权利要求1中的加工处理方法获得的经加工的材料。

8.一种组成物，该组成物包括由X射线荧光分析报告所表征的特征的材料，其中报告详述了出现在元素周期表中的元素，其中所述组成物没有与所述元素相接触而且其实质上是无碳的。

9.根据权利要求8中的组成物，其中的材料包括金属。

10.根据权利要求8中的组成物，其中的材料包括铜。

11.一种组成物，该组成物包括由X射线荧光分析报告所表征的特征的材料，其中报告详述了元素周期表的中元素浓度，其超出所述的被添加到组成物中的元素的浓度而且其实质上是无碳的。

12.根据权利要求11中的组成物，其中的材料包括金属。

13.根据权利要求11中的组成物，其中的材料包括铜。

14.一种组成物，该组成物包括由X射线荧光分析报告所表征的特征的材料，其中报告详述了元素周期表的中元素浓度，其小于所述的被添加到组成物中的元素的浓度而且其实质上是无碳的。

15.根据权利要求14中的组成物，其中的材料包括金属。

16.根据权利要求14中的组成物，其中的材料包括铜。

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