CN102712078A - 制备抗蠕变难熔金属结构的方法 - Google Patents

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Abstract

一种制造金属结构的方法，包括：（i）在低于金属片材退火温度的温度下，选择性地喷砂处理金属片材的一个主表面的一部分，以在金属片材中引入应力；以及（ii）使金属片材在不低于T（退火）-400℃的温度下热处理使金属片材变形，从而变形的金属片材在所需方向上表现出更高强度，其中T（退火）是金属的退火点。本发明特别有利于制造用于玻璃熔化、调节、运送和成形操作的薄Pt金属结构。

Description

制备抗蠕变难熔金属结构的方法
本申请要求2009年11月25日提交的美国临时专利申请61/264461的优先权。
技术领域
本发明涉及难熔金属为改善其在高温下的强度所进行的机械加工。特别地，本发明涉及难熔金属片材如贵金属片材为改善其在高温下的机械强度所进行的表面机械加工。本发明在例如制造在高温下操作（如熔融玻璃熔化、调节、运送和成形）的难熔金属结构中有用。
背景技术
贵金属合金，如铂和铂-铑，长久以来作为“玻璃接触”材料被用于高质量的熔化、调节、运送和成形系统。之所以使用这些和其它贵金属，除了其在玻璃系统温度下的强度之外，还由于它们对于诸如气态和固态夹杂物等缺陷对熔融玻璃的污染具有相对高的惰性性能。该惰性性能和强度的代价是贵金属的高成本。由于贵金属的高成本，一直存在着降低给定玻璃熔化系统中贵金属总量的愿望。降低系统中金属含量的最简单的方法是使金属变薄。从玻璃接触缺陷产生的角度来看，这不是问题。从金属强度的角度来看，则存在重大问题。对于自支撑结构，金属上的应力与其厚度成反比。例如，金属厚度降低50%将使金属上的应力加倍。这种应力的增加对于这种变薄结构的结构整体性和下垂（sag）的影响是复合的，因为下垂或蠕变率根据贵金属的应力方案（stressregime）与应力的一次方至五次方成正比。如果系统在蠕变率与应力五次方成正比的方案内操作，对于金属厚度减小50%，应力的加倍将导致蠕变率高出32倍。
薄结构的下垂或蠕变问题不仅是玻璃工业的问题，而是许多行业的普遍问题。除了简单地加厚结构壁，该问题已经以多种方式解决。其中一个最普遍的方法是波纹（corrugation）或罗纹（ribbing）。其可常见于金属罐，如咖啡罐，在其外围环绕有罗纹使其变硬。同样存在其他更奇特的结构也是罗纹的形式，但是以多维方式。这些复杂的结构增加了结构的惰性力矩（the moment of inert），而不增加金属厚度。然而，将罗纹赋予结构需要专门的金属成型设备从而在金属中形成罗纹。
因此，需要简单有效的制备抗蠕变金属结构的方法，所述金属结构尤其是那些在高温下操作，如那些用于玻璃熔化、调节、运送和成形系统的金属结构。
本发明满足此需求和其他需求。
发明内容
本发明的一些方面公开于此。可以理解这些方面可能相互重叠或可能不相互重叠。因此，一个方面的一部分可能落在另一个方面的范围内，反之亦然。除非在上下文中作出相反说明，不同的方面应被认为范围相互重叠。
每一方面由许多实施方案示例说明，所述实施方案可进一步包括一个或多个具体实施方案。可以理解实施方案可能相互重叠或可能不相互重叠。因此，一个实施方案，或其具体实施方案的一部分，可能在或可能不在另一实施方案或其具体实施方案的范围内，反之亦然。除非在上下文中作出相反说明，不同的实施方案应被认为范围相互重叠。
根据本公开内容的第一个方面，提供了一种制备包含具有第一主表面和第二主表面的金属片材的金属结构的方法，包括以下步骤：
（i）在低于金属片材退火温度的温度下，选择性地喷砂处理金属片材第一主表面的多个部位，以在金属片材中引入应力；
（ii）将金属片材在不低于T（退火）-400°C的温度下热处理使应力松弛且金属片材变形，从而变形的金属片材比步骤（i）进行前在所需方向上表现出更高强度。
在本公开内容的第一个方面的某些实施方案中，在步骤（ii）中，金属片材在不低于T（退火）-300°C温度下热处理，在某些实施方案中不低于T（退火）-200°C，在某些实施方案中不低于T（退火）-100°C，在某些实施方案中不低于T（退火）-50°C，在某些实施方案中不低于T（退火），在某些实施方案中不低于T（退火）+100°C，在某些实施方案中不低于T（退火）+200°C，在某些实施方案中不低于T（退火）+300°C，在某些实施方案中不低于T（退火）+400°C。
在本公开内容的第一个方面的某些实施方案中，在步骤（i）结束时，第一主表面的喷砂处理部位含有第一列互不相交的带。
在本公开内容的第一个方面的某些实施方案中，在步骤（i）结束时，第一主表面的喷砂处理部位含有第二列互不相交的带，且第二列带与第一列带交叉形成网格图案。
在本公开内容的第一个方面的某些实施方案中，金属结构在高于金属片材退火温度的温度下操作。
在本公开内容的第一个方面的某些实施方案中，在步骤（i），金属片材的第一主表面和第二主表面都喷砂处理以形成互补的喷砂区域图案。
在本公开内容的第一个方面的某些实施方案中，金属结构包括含有金属片材的管。
在本公开内容的第一个方面的某些实施方案中，金属片材含有难熔金属。
在本公开内容的第一个方面的某些实施方案中，金属片材含有铂。
在本公开内容的第一个方面的某些实施方案中，金属结构是熔融玻璃处理系统的部件。
在本公开内容的第一个方面的某些实施方案中，在步骤（i），金属片材在喷砂处理前成形为所述结构。
在本公开内容的第一个方面的某些实施方案中，在步骤（i），在成形为所述结构前至少部分金属片材进行喷砂处理。
在本公开内容的第一个方面的某些实施方案中，在步骤（ii）后，金属片材被冷却至低于金属退火温度的温度。
在本公开内容的第一个方面的某些实施方案中，步骤（i）包括：
（i-1）喷砂处理金属片材第一主表面的整个表面；
（i-2）进一步使在步骤（i-1）中喷砂处理的第一主表面的多个部位进一步选择性地喷砂处理；且随后
（i-3）将无机涂料施用于金属片材的至少部分第一主表面。
在上述本公开内容的第一个方面的某些实施方案中，在步骤（i-3），无机涂料包括ZrO2、Al2O3、CaO、MgO和TiO2中的至少一种。
在上述本公开内容的第一个方面的某些实施方案中，在步骤（i-3），无机涂料通过使用选自等离子喷雾涂布、溅射和化学气相沉积的方法施用。
在本公开内容的第一个方面的某些实施方案中，金属片材厚度最大2000ìm，在某些实施方案最大1500ìm，在某些其他实施方案最大1200ìm，在某些其他实施方案最大1000ìm，在某些实施方案最大800ìm，在某些实施方案最大500ìm，在某些实施方案最大300ìm，
在本公开内容的第一个方面的某些实施方案中，在步骤（i），喷砂处理导致喷砂表面凹痕（dents）深度最高达500ìm，在某些实施方案最高达300ìm，在某些实施方案最高达200ìm，在某些其他实施方案最高达100ìm。
在本公开内容的第一个方面的某些实施方案中，金属片材含有在接合处连接在一起的多个片段，且在步骤（i）中对接合处的至少部分进行喷砂处理。
在本公开内容的第一个方面的某些实施方案中，在步骤（i）中，喷砂处理导致在金属片材中产生强化接合处的应力。
在本公开内容的第一个方面的某些实施方案中，在步骤（i）中，喷砂处理导致产生导致一个变形的应力，该变形在步骤（ii）结束时强化所述接合处。
在本公开内容的第一个方面的某些实施方案中，在步骤（ii）结束时，金属片材的表面出现200ìm至500ìm的屈曲（buckle）而变形，在某些实施方案中200ìm至450ìm，在某些实施方案中250ìm至450ìm，在某些实施方案中300ìm至450ìm，在某些实施方案中300ìm至400ìm。
在本公开内容的第一个方面的某些实施方案中，在步骤（ii）结束时，在步骤（i）引入的应力基本上完全松弛。
本发明的一个或多个实施方案具有一个或多个以下优势。首先，机械增强的金属结构可通过使用本方法以相对低的成本制造，而不需要特殊设备使金属片材变形。第二，当本方法用于具有焊接接合处的金属制品时，可强化接合处从而强化整个结构。第三，通过使用本方法获得的金属结构的诱导曲率和变形甚至在高于金属应力消除温度的温度下，甚至在高于金属退火温度的温度下进行应力松弛后仍然保持，使金属结构即使在高的操作温度下仍然机械坚固。第四，本发明的方法可用于在给定所需方向选择性地改善机械性能，尤其是抗下垂性。第五，本发明的方法可用于由具有弹性的薄金属片材制得的复杂金属结构。此外，可相对简单地制造复杂的表面图案从而在最终结构中产生所需畸变（distortion）和加固。金属结构在整个结构形成后，或在整个结构形成前可使用本发明的方法强化，以在其所需方向改善抗下垂性或抗蠕变性。第六，本发明，当用于制造由贵金属如含Pt和含Pt合金制得的金属结构时，可通过使用更少量的金属制造具有基本相同机械性能的金属结构，实现显著的成本降低。
本发明的其他特征和优势将在下文详细描述中说明，且部分地对于本领域技术人员从描述中将是显而易见的，或者可根据说明书及其权利要求书以及附图所述通过实施本发明而认识到。
可以理解前述一般描述以及下文详细描述仅是本发明的示例，这些描述旨在提供概述或框架以理解如权利要求所述的本发明的性质和特点。
包含的附图用以提供本发明的进一步理解，且纳入并构成说明书的一部分。
附图说明
在附图中：
图1是使用本发明方法的一个实施方案由平的、非喷砂处理的金属片材形成的喷砂处理的薄Pt-Rh片的顶视图示意图。
图2是图1中说明的相同的喷砂处理的Pt-Rh片的端视图示意图，显示喷砂处理造成的畸变。
图3是使用本发明方法的另一个实施方案由平的非喷砂处理的金属片材形成的薄金属片材的顶视图示意图。
图4是一系列根据本发明的方法制备的金属片材的下垂（偏离水平面）随面外弯曲（选择性喷砂和后热处理引起的金属片材畸变）变化关系图。
具体实施方式
除非另外说明，可以理解说明书和权利要求书中使用的所有数字如那些表示成分的重量百分比、尺寸、和某些物理性质的值在所有情况下由术语“约”修饰。同样应该理解说明书和权利要求书中使用的精确数值构成本发明的另外的实施方案。已经努力确保实施例中公开的数值的精确性。然而任何测量的数值可本质上含有来源于在其各自测量技术中存在的标准偏差的误差。
如此处使用的，在本发明的描述和权利要求中，不定冠词“一个”或“一种”意味着“至少一个”、“至少一种”，且不应被限制于“仅一个”或“仅一种”，除非明确相反指出。
为了描述方便，在本申请中，包括在权利要求书和说明书中，应该理解术语铂不仅包括纯铂，也包括含铂合金如Pt-Rh合金。
如此处使用的，金属材料的应力消除温度（T（sr））定义为T（退火）-400°C，其中T（退火）是金属材料的退火温度。
本发明的方法可用于制造含有金属片材的任何金属结构。金属结构有利地用在不低于金属的T（sr），甚至不低于其T（退火）的高操作温度。例如，金属结构可在不低于T（sr）+100°C的温度下使用，或不低于T（sr）+200°C，或不低于T（sr）+300°C，或不低于T（sr）+400°C，或不低于T（sr）+500°C，或不低于T（sr）+600°C，或不低于T（sr）+700°C，或不低于T（sr）+800°C。然而，金属结构也可在低于T（sr）或T（退火）的温度下操作。本发明方法的特别令人感兴趣的应用是用于制备玻璃制品制造——涉及玻璃的熔化、调节、运送和成形——中所使用的金属结构，尤其是贵金属结构。根据应用，金属材料可以是铂、含铂合金如Pt-Rh合金、铁、镍、镍合金如铬镍铁合金、铝及其合金、铜及其合金、钛及其合金、铬及其合金、锌及其合金等。Pt-Rh一般具有T（退火）约1000°C，因此T（sr）约600°C。此外，金属片材不必具有均一的化学组成。在某些实施方案中，金属片材可以是含有通过焊接、铆接和其他物理和/或化学方法连接在一起的多个较小片材的片材。在其他实施方案中，金属片材可以含有多个具有不同化学组成的层。例如，金属片材可以是镀锌钢板、镀金铜板、镀铂钢板等。本发明将在使用含Pt材料用于金属片材的玻璃制造系统的情境中进一步阐述。然而，本领域一般技术人员应很容易明白，本发明可用于其他材料和金属结构。
本发明特别有利于制造使用厚度最大2000ìm的金属片材的金属结构，在某些实施方案中最大1500ìm，在某些其他实施方案中最大1200ìm，在某些其他实施方案中最大1000ìm，在某些实施方案中最大800ìm，在某些实施方案中最大500ìm，在某些其他实施方案中最大300ìm。薄金属片材在其具有低总厚度的方向往往易弯曲。可通过使用本发明显著增加薄片机械性能，尤其是抗下垂性和抗蠕变性，尤其是在与金属片材的初始厚度相比片材厚度在所需方向的总厚度增加显著的情况下。
在某些实施方案中，本发明的方法可使金属片材在给定所需方向的厚度增加至少10%，在某些实施方案中至少20%，在某些实施方案中至少30%，在某些其他实施方案中至少50%，在某些其他实施方案中至少80%，在某些其他实施方案中至少100%。厚度增加百分比（IC%）通过IC%=((T2-T1)/T1)*100%计算，其中T2是金属片材在步骤（ii）结束时的总厚度，且T1是金属片材在步骤（i）前的总厚度。T2和T1的含义在图2中说明。明显地，由于总厚度增加，金属片材在垂直于片材端面的方向上的抗蠕变性增加。
在本发明方法的某些实施方案中，在步骤（ii）结束时，金属片材的表面出现200ìm至500ìm的屈曲而变形，在某些实施方案中200ìm至450ìm，在某些实施方案中250ìm至450ìm，在某些实施方案中300ìm至450ìm，在某些实施方案中300ìm至400ìm。“屈曲”是指T2与T1之差（即T2-T1），其中T2和T1的含义在上文中给出。
通常，在本发明的方法中，为了在给定方向上增加金属片材的抗下垂性或抗蠕变性，需要增加通过用垂直于给定方向的平面横切金属片材得到的金属片材横截面的总厚度。因此，例如，对于在其主表面之一上具有两个相互垂直的主要维度x和y的金属，如果在x方向需要较高的抗蠕变性，需要增加z方向上金属片材横截面的总厚度，这时片材被平行于x方向的平面横切。本发明的方法，通过选择性地喷砂处理金属片材主表面的局部，可使金属片材产生所需变形，其导致金属片材在所需方向上总厚度的增加，由此增加所需方向上的强度。
在本发明方法的某些实施方案中，在步骤（i）结束时，金属片材的第一主表面的喷砂处理部位形成离散阵列，如离散条纹、圆圈、方块、六边形等。图1示出Pt片材101第一主表面的xoy平面的示意顶视图，Pt片材101已经进行选择性喷砂处理，得到喷砂处理的交替条纹103，和未喷砂处理的交替条纹105。所有喷砂处理的和未喷砂处理的条纹在x轴的方向上延伸。图3示出金属片材301第一主表面的xoy平面的示意顶视图，该片材已经进行选择性喷砂处理，得到多个与未喷砂处理的区域305交织的六边形喷砂处理部位303。
喷砂处理包括使用固态颗粒（砂砾）（如砂、金属珠、塑料珠等）流撞击表面。喷砂处理已经用于金属工程以清洁金属表面，制备用于涂布的表面以及赋予艺术和/或功能性表面图案特征。撞击金属表面的单个砂砾的动能在金属表面造成凹痕，其使金属表面受到压应力。已知金属片材表面上压应力分布可导致金属片材变形。在某些实施方案中，在步骤（i），喷砂处理在喷砂处理的表面造成深度最高达500ìm的凹痕，在某些实施方案中最高达300ìm，在某些实施方案中最高达200ìm，在某些其他实施方案中最高达100ìm。
然而，常规在选择性喷砂处理后，金属片材保持在低于金属退火温度的温度下，从而保持压应力和得到的增强的机械性能。已经认识到，如果在高温下使金属退火并松弛足够长的时间，所述温度如不低于其T（sr），包括但不限于不低于T（sr）+100°C，不低于T（sr）+200°C，不低于T（sr）+300°C，不低于T（退火），不低于T（sr）+500°C，不低于T（sr）+600°C，不低于T（sr）+700°C，不低于T（sr）+800°C，甚至不低于T（sr）+900°C，表面压应力将减小或消退，导致机械性能增益减小和/或完全消除。
本发明部分地基于这一发现，即，选择地喷砂处理的金属片材能变形成为能承受高于金属退火温度的高温且具有增强的机械性能的结构，尤其是增强的抗下垂性和抗蠕变性。通过选择恰当的喷砂处理图案，即使金属片材被加热至明显高于金属退火温度的温度，也可改善在所需方向上的抗蠕变性。
喷砂处理设备在市场上广泛有售。这些设备可改造或不改造地用于本发明的方法，以加工给定金属片材。砂砾材料、砂砾速度、金属温度、在不同位置的砂砾停留时间都是变量，其可控制并调节以实现金属片材第一主表面的多个部位的选择性喷砂处理，从而形成具有不同深度、宽度和长度的表面特征。根据应用和所需效果，可以使用手动喷砂机或由微处理机控制的自动喷砂机。
所需喷砂图案可通过，尤其是，使用图案掩膜和/或喷砂机相对于待喷砂金属片材表面的可控移动形成。可使用由塑料、橡胶或木材构成的简单掩膜使喷出的砂砾通过从而仅撞击表面的被选择区域。可有利地使用程控或可程控喷砂机器，借助或不借助掩膜，产生所需图案。
通常，线性喷砂区域图案导致表面上各向异性的应力分布，其可在给定方向上产生优先变形、屈曲和加固。例如，对于图1中所示的金属片材，在步骤（i）结束时，可以观察到y方向上的屈曲。在步骤（ii）结束时，变形通过图2中示意性示出的片材的端视图展示。可以看出由于步骤（i）和步骤（ii），片材在z方向上的总厚度（即yoz横截面上峰-谷距离）增加，假若金属片材在步骤（i）进行前基本上是平的。因此，如果需要在片材给定方向上的优先屈曲，含有不相交多个条纹的线性喷砂图案可能是需要的。
另一方面，如果喷砂区域在表面基本均匀分布，在x和y两个方向产生基本相同的图案，则金属片材将在步骤（i）和（ii）结束时在x和y两个方向上畸变和变形，导致片材在两个方向上的加固。例如，图3的复杂图案导致在步骤（ii）结束时片材于x和y两个方向上变形。可使用其他图案，如交叉的条纹，以实现相同效果。
金属片材单个主表面的喷砂处理在许多情况下于步骤（ii）结束时足以引起所需的畸变值（amount of distortion）。在某些实施方案中，为了使畸变以及由此得到的对片材的加固最大化，需要喷砂处理两个主表面，以致通过两个表面上的喷砂引起的畸变相互补充并加强。
步骤（i）的喷砂处理可在金属片材成形为具有所需结构和几何形状的金属结构之前或之后进行。例如，扁平片材可首先进行喷砂处理，且变形的片材可随后加工为所需的二维或三维结构，如管。或者，扁平片材可首先成形为所需的二维或三维结构，如管，随后进行步骤（i）的喷砂处理。
同样，步骤（ii）的热处理金属片材可在金属片材成形为具有所需结构和几何形状的金属结构之前或之后进行。例如，扁平片材可首先喷砂处理，随后进行步骤（ii）的热处理使其变形，并随后成形为所需的二维或三维结构或几何形状，如管。或者，扁平片材可首先喷砂处理，随后成形为所需的二维或三维结构如管，且随后进行步骤（ii）的热处理以变形为最终结构和形状。
步骤（ii）的热处理的特征是其在足以松弛由于步骤（i）对金属片材引起的应力的温度下进行。因此，步骤（ii）的热处理温度不低于上文定义的T（sr），如不低于T（sr）+100°C，不低于T（sr）+200°C，不低于T（sr）+300°C，不低于T（退火），不低于T（sr）+500°C，不低于T（sr）+600°C，不低于T（sr）+700°C，不低于T（sr）+800°C，甚至不低于T（sr）+900°C。“接近退火温度”意味着温度不低于T（退火）-50°C，其中T（退火）是金属的退火温度。如本领域一般技术人员理解的，热处理温度越低，应力完全松弛以及畸变稳定需要的时间越长。对于使用本发明的方法制造的在高于或接近金属退火点温度下操作的金属结构，步骤（ii）的热处理可以部分或全部在金属结构操作过程中进行。例如，铂玻璃熔化、调节、运送和处理系统一般在接近或高于铂的退火点的温度下操作。因此，对于这些金属结构，步骤（ii）可以在玻璃熔化过程的操作过程中，或在玻璃熔化过程开始前进行。
在某些实施方案中，需要涂布金属结构的表面，尤其是暴露于环境氛围的表面，从而赋予其以所需性能，如抗氧化性、耐水性、抗腐蚀性等。涂料可以是有机、无机、或两者的结合物或混合物。例如，熔融玻璃运送和处理设备一般用一层耐火氧化物如ZrO2涂布其外表面以改善其抗氧化性。当需要涂布时，有利的是喷砂处理金属结构的整个表面以改善其与涂层的粘附性——有利地是无差别地——，随后进行步骤（i）的择优选择性喷砂处理，且随后是将无机或有机涂料部分或全部施用于表面的步骤。最后的涂布步骤可在步骤（ii）的热处理之前或之后进行。在某些实施方案中，有利的是在施用无机涂料前进行步骤（ii），尤其当涂层和被涂布金属片材的热膨胀系数显著不同时。这是因为在步骤（ii），金属结构的变形可引起之前施用的涂层分层。可施用的耐火无机涂层材料包括，但不限于ZrO2、Al2O3、CaO、MgO、TiO2及其混合物和结合物。涂层材料的施用可使用以下方法如等离子喷雾涂布、溅射、和化学气相沉积进行。
接合处，包括那些机械和化学形成的接合，如焊接接合、铆接接合、螺栓接合、丝扣接合等，往往是金属结构的薄弱连接。故障往往发生在这些区域。因此，加固多片段金属结构的接合处特别有用。本发明的方法可有利地用于实现该效果。通过使金属结构的接合区域在所需方向上进行步骤（i）和（ii），可以实现接合处的加固。
在一个实验中，通过将含有20重量%的铑的厚0.040英寸（1000μm）宽3/4英寸（1.90cm）的Pt-Rh合金带（Pt-20Rh）放置于具有7英寸（17.8cm）无支撑跨距的耐火固定装置中在1265°C下测定其抗下垂性。向无支撑跨距的中心加上额外的重量从而将跨度上的最大应力提高至1305psi（8.998×103kpa）。
在试验过程中，定期将样品从炉子中移出并测量由初始水平面的下垂值。样品越下垂，抗蠕变或抗下垂性越差。在测试过程中，注意到下垂水平范围为0.5英寸（12.7mm）至1.4英寸（3.56cm）。进一步的分析表明样品由于喷砂处理沿其长度具有不同程度的面外弯曲。下文中的图4示出这种沿样品长度的弯曲。在图4中，水平轴显示样品的面外曲率，即厚度增加值，且垂直轴显示总下垂值，即由样品的最低点至其从实验开始时的水平线间的距离。可以看出，面外弯曲越大，下垂越小。当面外弯曲从0.02英寸（500ìm）增加至约0.042英寸（约1067ìm），观察到下垂减小3倍。
该发现是很重要的，因为在与被测试金属的厚度类似的曲率下，观察到下垂减小了三倍。
对本领域技术人员显而易见的是，在不脱离本发明的范围和实质的情况下，可以对本发明进行各种改进和改变。因此，本发明意在覆盖各种对本发明的改进和改变，只要它们落在所附权利要求及其等同的范围内。

Claims (23)

1.一种制备包含具有第一主表面和第二主表面的金属片材的金属结构的方法，包括以下步骤：
（i）在低于金属片材退火温度的温度下，选择性地喷砂处理金属片材第一主表面的一部分，以在金属片材中引入应力；
（ii）对金属片材在不低于T（退火）-400℃温度下进行热处理使金属片材变形，使得变形的金属片材在所需方向上表现出更高强度，其中T（退火）是金属的退火点。
2.根据权利要求1的制备金属结构的方法，其中在步骤（i）结束时，第一主表面的喷砂处理部位含有第一列互不相交的带。
3.根据权利要求2的制备金属结构的方法，其中在步骤（i）结束时，第一主表面的喷砂处理部位含有第二列互不相交的带，且第二列带与第一列带相交形成网格图案。
4.根据前述权利要求中任何一项制备金属结构的方法，其中金属结构在高于金属片材退火温度的温度下操作。
5.根据前述权利要求中任何一项制备金属结构的方法，其中在步骤（i），金属片材的第一主表面和第二主表面都喷砂处理以形成互补的喷砂区域图案。
6.根据前述权利要求中任何一项制备金属结构的方法，其中金属结构包括含有金属片材的管。
7.根据前述权利要求中任何一项制备金属结构的方法，其中金属片材含有难熔金属。
8.根据前述权利要求中任何一项制备金属结构的方法，其中金属片材含有铂。
9.根据前述权利要求中任何一项制备金属结构的方法，其中金属结构是熔融玻璃处理系统的部件。
10.根据前述权利要求中任何一项制备金属结构的方法，其中在步骤（i），金属片材在喷砂处理前成形为所述结构。
11.根据前述权利要求中任何一项制备金属结构的方法，其中在步骤（i），在成形为所述结构前至少部分金属片材进行喷砂处理。
12.根据前述权利要求中任何一项制备金属结构的方法，其中在步骤（ii）后，金属片材被冷却至低于金属退火温度的温度。
13.根据前述权利要求中任何一项制备金属结构的方法，其中步骤（i）包括：
（i-1）喷砂处理金属片材第一主表面的整个表面；
（i-2）进一步使在步骤（i-1）中喷砂处理的第一主表面的一部分进一步选择性地喷砂处理；且随后
（i-3）将无机涂料施用于金属片材的至少部分第一主表面。
14.根据权利要求13的制备金属结构的方法，其中在步骤（i-3），无机涂料包括ZrO2、Al2O3、CaO、MgO和TiO2中的至少一种。
15.根据权利要求13或权利要求14的制备金属结构的方法，其中在步骤（i-3），无机涂料通过使用选自等离子喷雾涂布、溅射和化学气相沉积的方法施用。
16.根据前述权利要求中任何一项制备金属结构的方法，其中金属片材厚度最大2000ìm，在某些实施方案最大1500ìm，在某些其他实施方案最大1200ìm，在某些其他实施方案最大1000ìm，在某些实施方案最大800ìm，在某些实施方案最大500ìm，在某些其他实施方案最大300ìm。
17.根据前述权利要求中任何一项制备金属结构的方法，其中在步骤（i），喷砂处理导致喷砂表面凹痕深度最高达500ìm，在某些实施方案最高达300ìm，在某些实施方案最高达200ìm，在某些其他实施方案最高达100ìm。
18.根据前述权利要求中任何一项制备金属结构的方法，其中金属片材含有在接合处连接在一起的多个片段，且在步骤（i）中对接合处的至少部分进行喷砂处理。
19.根据权利要求18的制备金属结构的方法，其中在步骤（i）中，喷砂处理在金属片材中产生强化接合处的应力。
20.根据权利要求18或权利要求19的制备金属结构的方法，其中在步骤（i）中，喷砂处理导致产生一个导致变形的应力，所述变形在步骤（ii）结束时强化接合处。
21.根据前述权利要求中任何一项制备金属结构的方法，其中在步骤（ii）结束时，金属片材的表面出现200ìm至500ìm的屈曲而变形，在某些实施方案中200ìm至450ìm，在某些实施方案中250ìm至450ìm，在某些实施方案中300ìm至450ìm，在某些实施方案中300ìm至400ìm。
22.根据前述权利要求中任何一项制备金属结构的方法，其中在步骤（ii）中，金属片材在不低于T（退火）-50℃温度下热处理，在某些实施方案中不低于T（退火），在某些实施方案中不低于T（退火）+100℃，在某些实施方案中不低于T（退火）+200℃，在某些实施方案中不低于T（退火）+300℃，在某些其他实施方案中不低于T（退火）+400℃。
23.根据前述权利要求中任何一项制备金属结构的方法，其中在步骤（ii）结束时，步骤（i）中赋予的应力基本上完全松弛。
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