CN1526030A - 用于电子硬件和平板显示器的改进的金属框架 - Google Patents

Abstract

提供一种电子硬件的金属框架和制造这种框架的方法，其中至少框架的一部分由体凝固非晶合金或体凝固非晶合金复合材料制成。本发明的金属框架最好由体成形非晶合金或体成形非晶合金复合材料制成，该材料具有至少约1.5％、并优选大于约2.0％的金属框架弹性极限，大于30℃的ΔTsc，和选自由约4GPa或更大并优选5.5GPa或更大的硬度值、约2.0GPa或更大的屈服强度、约10ksi－sqrt(in)(sqrt：平方根)或更大并且优选20 ksi－sqrt(in)或更大的断裂韧度、和至少4.5g/cc或以上的密度构成的组之中的至少一种性质。

Description

用于电子硬件和平板显示器的改进的金属框架

技术领域

本发明涉及一种电子硬件的改进金属框架，并优选由Fe和Zr基体凝固非晶合金和体凝固非晶合金复合材料制成的金属框架。

背景技术

为了便于论述常规电子设备可以从功能上被分为两部分：电子部分，它提供电子设备的功能效用；和外部框架部分，它为电子部分提供物理保护。为了提供最佳保护，此框架物理密封电子设备的工作元件(例如包括一个或更多微处理器、存储器、存储设备)，该电子设备包括例如便携式计算机、个人数字助理(“PDA”)、或蜂窝电话等。

举例说来，在通常称作笔记本电脑的便携式计算机中，由上壳和下壳构成的机壳被用于支撑和容纳屏幕、计算机、和接口装置。通常地，此机壳也形成一种安装结构，以将组成计算机的各种元件固定在一起。各元件，包括逻辑板和磁盘驱动器，通过螺钉或其它这种固定装置被固定至机壳的上半部分或下半部分。通过在机壳的两半部分均放置一片屏蔽材料，或者通过使用将元件从环境中隔离的金属结构包围相关元件，电磁干扰(“EMI”)保护被结合入机壳中。在构造典型的笔记本电脑机壳，或任何便携电子设备机壳中，在最大化设备的处理能力、存储容量和抗震性的同时，努力最小化总重量。

在获得此目标的努力中，利用多个设计元素。首先，为了最小化电子设备的尺寸，使电子元件小型化并将轻薄平板显示器结合入设备中。第二，用于安装并将计算机的各元件从震动隔离的结构被保持最小化，并且实际上，机壳通常沿元件被安装至的它的模制内面具有嵌入模内的加强件、肋、和安装轮毂(boss)。通常地，利用紧固件笔记本电脑内的各电路板被直接地安装至嵌入模内的轮廓和肋。最后，为了最小化设备的重量，大部分这种计算机的机壳由几块重量轻的非常硬的塑料或复合材料制成。

尽管构造便携式计算机的这些方法可以接受，它们留有改进的空间。例如，从材料的观点，尽管塑料和复合材料重量轻并容易加工为大部分电子机壳所需的复杂形状，但是塑料或复合材料可用的结构强度和耐用性通常不如由金属可获得的结构强度和耐用性。此外，当使用塑料和复合材料而不是金属时，在机壳和电子元件之间必须插入独立的EMI保护层。

但是，对便携式电子设备而言由金属制作整个机壳的重量和成本代价通常太大，除在例如军事之类的专业市场之外。例如，通过形成一种机壳的上半部分和下半部分由压铸金属制成的便携式计算机，已经做出调整与塑料机壳相关的强度和耐用性问题的努力。虽然这产生相对强度高和耐用的计算机，但是它的重量太大而不易携带，并且这种计算机的成本太高。其它制造方法由金属板制成多种亚组件，但是所产生的计算机强度没有显著地更强。此外，常规的金属非常难以适当地成形。

近来，由于它们相对的低密度和高强度性质，已经对镁合金进行工作。但是，与例如Al基合金之类的常规合金相比，这种合金的塑性加工性质弱很多。因此，目前镁合金通常以压铸件提供。但是，镁合金铸件仍被限于相对较厚的产品，因为将镁合金铸为薄的产品极其困难。此外，在铸造中不可避免的气孔之类的铸件缺陷和氧化物之类的杂质，可能被包含在镁合金铸件中并显示在该铸件的表面上。铸件缺陷和杂质使镁合金铸件的机械强度恶化，并且如果铸件缺陷和杂质出现在表面上，它们对铸件的耐蚀性和外观产生不利影响。

此外，尽管这种锻造镁合金，或者其它混合结晶合金材料可以具有改进的耐蚀性，并以较轻的框架提供与常规金属相等的机械强度，迄今为止，没有注意这种材料的弹性极限(材料在永久变形之前的弹性变形的能力)。因此，电子产品的机壳通常由金属制成，这种金属展现非常差的弹性极限，降低这种机壳弹性存储应力能的能力，并增加电子框架当遭受变形应力时的永久变形的潜力。

因此，对电子框架而言，存在一种将在不增加它的重量或它的制造成本的条件下改进便携式电子设备的结构完整性和耐用性的需要。

发明内容

本发明涉及一种具有改进物理机械性质的电子硬件的金属框架，该改进物理机械性质包括至少为约1.5％的金属框架的弹性极限，并且优选大于约2.0％的弹性极限；并优选可加工性较高的金属框架，其中至少框架的一部分由Zr/Ti或Fe基体凝固非晶合金和体凝固非晶合金复合材料制成。

在一种实施方式中，体凝固非晶合金从由分子式(Zr，Ti)_a(Ni，Cu，Fe)_b(Be，Al，Si，B)_c表示的族中选择，其中以原子百分比表示，a的取值范围是从30至75，b的取值范围是从5至60，c的取值范围是从0至50。在另一实施方式中，合金可以调节其它过渡金属的实际数量达到原子比20％，并且更优选例如Nb、Cr、V、Co之类的金属。

在另一实施方式中，合金族为(Zr，Ti)_a(Ni，Cu)_b(Be)_c，其中以原子百分比表示，a的取值范围是从40至75，b的取值范围是从5至50，而c的取值范围是从5至50。

在另一实施方式中，非晶合金的复合材料被用于为框架提供定制的刚度、抗震强度和热导率性质。在这种实施方式中，用于改进刚度的加强材料可以是碳纤维和预型件，或者SIC纤维和预型件。在这种实施方式中，加强材料的体积比最好为复合材料的20％至80％。在另一实施方式中，加强材料的方向和形状可以被调整，例如，该材料可以被定制成使所需性质(例如弹性模量)在平行于金属框架的长度和宽度方向被优化。

在另一实施方式中，框架的形状可以被定制成提供刚度和柔度的更好组合。在这种实施方式中，可以使用任何合乎需要的构造，例如蜂窝结构和波状结构。

在另一实施方式中，金属框架可以还包含由例如塑料、铝等不同材料制成的其它部件。

在另一实施方式中，选择非晶合金以提供大约4GPa或以上，并且优选5.5GPa或以上的硬度值。

在另一实施方式中，选择非晶合金以提供大约2GPa或以上的屈服强度。

在另一实施方式中，选择非晶合金以提供大约10ksi-sqrt(in)(sqrt：平方根)或以上，并且优选20ksi-sqrt(in)或以上的断裂韧度。

在另一实施方式中，选择非晶合金以提供至少6.5g/cc或以下并且优选4.5g/cc或以下的密度。

在另一实施方式中，选择非晶合金以具有在上述范围内的至少两种性质，其一为弹性极限，而另一性质从由硬度、屈服强度、断裂韧度、和密度构成的组中选择。

在另一实施方式中，选择非晶合金以具有在上述范围内的至少三种性质，其一为弹性极限，而另两种性质从由硬度、屈服强度、断裂韧度、和密度构成的组中选择。

在另一实施方式中，本发明的金属框架包含至少一个部件以形成金属框架。在一种实施方式中，框架由至少两个部件制成，一个部件可以独立地结合电子硬件，而一个部件可以结合平板显示器。在这种实施方式中，金属框架的部件可以通过诸如通过螺栓连接、夹紧、粘合剂、铆接或焊接等多种技术被结合以保护框架的内容。

在另一实施方式中，设计非晶合金框架以提供诸如肋或支撑平台之类的结构，用于为例如硬盘驱动器之类的内部敏感元件的减震。

在另一实施方式中，非晶合金和复合材料框架被制造成复杂设计(例如结合形状从功能、人体工程学、美学上更复杂的特征)，例如尺寸小于1微米的特征。

在另一实施方式中，本发明涉及为诸如PDA、蜂窝电话、或笔记本电脑之类的便携电子设备特殊设计的框架。

在另一实施方式中，本发明涉及一种非晶合金的电子设备框架制造方法。在这种实施方式中，非晶合金可以在材料玻璃转变温度附近被铸造或模制以复制细节或提供更复杂的金属机壳设计。

在另一实施方式中，由非晶合金板和复合材料板通过冲压(stamping)和/或模锻操作制造金属框架。在这种实施方式中，最好在玻璃转变温度附近执行冲压和模锻操作。在另一这种实施方式中，也可以由非晶合金板和复合材料板通过加工和切割操作制造金属框架，这种操作包括例如水射、激光切割、和电火花加工等。也可以通过多种形式的铸造操作制造金属框架，这种铸造操作包括例如金属模铸和非晶合金复合材料的熔化渗透工艺等。

在另一实施方式中，金属框架被加工、切割、冲压或模锻，从而具有多种槽和孔以为由电子硬件、平板显示器的操作所产生的热提供改进的冷却。在这种实施方式中，金属框架也可以被加工、切割、冲压或模锻，从而具有多种槽和孔以为内部音响系统和扬声器提供改进的性能。最后，在另一这种实施方式中，金属框架也可以被加工、切割、冲压或模锻，从而具有多种槽和孔以为键盘、鼠标、轨迹板和其它各种附件及其它这种附件提供空间。

附图说明

本发明的这些和其它特点和优点将从以下的详细说明、所附权利要求、以及附图中显而易见，其中：

图1表示按照本发明的一种实施方式的键盘框架的示意图；

图2表示按照本发明的一种实施方式的平板显示屏框架的示意图；

图3表示按照本发明的一种实施方式的组合键盘/平板显示屏框架的示意图；

图4表示按照本发明的一种实施方式的平板显示屏框架的示意图；

图5表示按照本发明的一种实施方式的铰接框架的示意图；

图6表示本发明的非晶材料性质的图解描述；

图7表示本发明的非晶材料与常规材料的性质的图解比较；

图8表示本发明的非晶材料与常规材料的性质的图解比较；

图9表示本发明的非晶材料与常规材料的性质的图解比较；

图10表示本发明的非晶材料与常规材料的性质的图解比较；

图11表示本发明的非晶材料与常规材料的性质的图解比较；

图12表示本发明的非晶材料与常规材料的性质的图解比较；

图13表示本发明的非晶材料与常规材料的性质的图解比较；和

图14为按照本发明的一种实施方式的制造框架的方法的流程图。

具体实施方式

本发明涉及一种具有改进物理机械性质的电子设备的框架，其中至少框架的一部分由弹性极限至少为约1.5％的金属框架材料形成，并且优选弹性极限大于约2.0％的材料；并优选由高可加工性材料制成的框架，该材料包括例如Zr/Ti或Fe基体凝固非晶合金和体凝固非晶合金复合材料等。

体凝固非晶合金或复合的体凝固非晶合金材料。这些框架在这里称为电子框架/机壳或体凝固非晶框架/机壳。

按照本发明的电子框架的示例显示在图1至5中。如图所示，每个金属框架10限定至少一个由金属框架的壁30限定的外壳20，在外壳20内可以包含电子设备的元件40，和至少一个开口50，以允许访问所包含的电子元件40或相互作用。但是，尽管本发明的金属框架均包含这些基本元件，如图1至5所示，框架本身；外壳和开口的数目、大小和形状；和所包含的电子元件的性质、形状、和大小根据电子设备的性质而变。举例说来，本发明的框架可以被用于任何电子设备，例如诸如PDA和笔记本电脑之类的数据存储和操作设备；诸如数码相机和摄像机之类的多媒体记录设备；诸如CD和DVD播放机之类的多媒体播放机；诸如寻呼机和蜂窝电话之类的通讯设备；等等。

图1至4表示为多种电子设备设计的适当金属框架的实施例。举例说来，图1表示具有用于诸如键盘40之类的用户接口的单开口50的机壳10，该机壳可以被用作单独设备，例如遥控装置或作为固定或便携计算机的元件。图2表示的机壳10具有用于平板显示器40和用户接口或访问口40’的两个开口50，这种设计可以被用于便携DVD播放机或作为便携式计算机的元件。图3表示用于蜂窝电话或PDA的机壳，其中为平板显示器40和诸如一系列控制按钮40’之类的用户接口均提供开口50。同时，图4表示具有单个大开口50的机壳10，该机壳用于观察面板，例如平板电视。

如图所示，每种所提出的框架设计结合多种大小和形状的外壳20、多种大小和形状的壁30，多种大小和形状的电子元件40和多种大小和形状的开口50。并且，尽管只显示具有两个以下的开口的设备，应该理解这种开口的数目和放置仅根据所提出应用的类型而定。举例说来，可以提供附加开口以允许适当的冷却、适当的维护，或允许任何大小、形状、或数量的附件的附加。

图1至4表示电子设备的工作元件被结合入单个结构中的机壳和框架设备，但是，工作元件也可以被放置在可被分离或附加的分离结构中。图5表示一实例。图5表示具有通过铰链连接的两分离部件的机壳。机壳的一部件60被设计用于放置平板显示器，而第二部件70被设计用于放置用户接口和其它工作元件。

虽然未提供机壳的详细结构图，应该理解在必要的情况下，例如框架由至少两部件制成的情况下(如图5所示)，金属框架的部件可以通过诸如通过螺栓连接、夹紧、粘合剂、铆接或焊接等多种技术被结合以保护框架的内容。此外，可以设计合金框架以提供诸如肋或支撑平台之类的结构。

尽管仅显示上述示例机壳的前视图，应该理解金属框架可以覆盖观察面板的边缘和后部。此外，尽管附图仅显示可能机壳设计的5个实施例，应该理解本发明的金属框架可以采用适于封闭和保护电子设备的电子元件的任何形状和大小。举例说来，第5,237,486和4,571,456号美国专利中公开便携式计算机的适当金属框架设计(这两个专利的公开内容被全文结合在参考文献中)。

除图1至5所示的机壳和框架之外，该机壳和框架被设计为基本外壳以装入(encase)电子元件，应该理解本发明的电子框架可以被用于装入已经完全被装入的电子设备。举例说来，本发明可以涉及封闭PDA、蜂窝电话、或笔记本电脑的附加装载机壳，从而提供保护该设备的附加层。

以上论述通常集中在本发明中电子框架的结构、设计和功能上。但是，如在背景技术中所述，与电子框架相关的主要问题通常为平衡机壳的耐用性与机壳的总重量。要求电子设备的机壳与框架具有一定水平的每单位重量耐用度，以使框架提供适当的保护但仍保持适当的轻重量。

在选择框架材料时，在确定机壳的耐用度时，有许多重要物理参数要考虑。对常规电子框架和机壳而言，在选择材料时工程师通常认为更高的“极限抗拉强度(σ_uts)”，σ_uts被定义为一种材料在断裂之前可以承受的应力的最大值；和更高的弹性模量(根据负载几何形状为杨氏模量或弯曲模量)最重要。此外，为了制造轻的框架，为常规的电子框架选择材料以提供更高的比极限抗拉强度(极限抗拉强度与密度的比率)和更高的比弹性模量(弹性模量与密度的比率)。这些材料参数通常分别指示框架在断裂之前的最大总负载能力和总挠度。但是，在确定框架的最大总负载能力(在断裂之前)和总挠度时，框架的具体设计特征也起到重要作用(并且可能是主要作用)。

举例说来，在为给定重量的相同材料提供总负载能力以最小化挠度方面，工字梁(I-beam)比实心棒材更有效。因此，只要该材料可以被加工和制作为所需的复杂形状，这种复杂设计特征可以容易并有效地为材料的结构缺点提供某种补救。

尽管这些性质指示框架装载最大总负载的能力，并且也为框架整体的挠曲或变形能力提供某种度量，但是这些性质对框架的一般耐用度和保护所装入电子元件不受由物理环境导致的应力的影响的能力没有给出足够的指示，这里的物理环境包括例如：突入、凹陷、穿孔等。此外，这些参数没有充分地定义框架对变形的反应，例如由变形应力导致的变形。同样重要的是，注意尽管上述设计特征能够解决所选材料在物理性质方面的某些不足，但这些设计特征不能容易地被用于补救与耐用度不足和保护不受物理环境影响的能力不足相关的问题。

为了说明框架对这种变形的反应，必须考虑所使用材料的弹性应变极限(ε_f)。弹性应变极限被定义为一种材料在永久变形之前所能承受的物理变形量。弹性极限与屈服强度的关系表示在图6所示的应力/应变曲线中。

图7最好地说明在确定一种材料用于制造电子机壳的适合性时弹性应变极限的重要性。该图表示非常硬的轻质材料与本发明中所述的体凝固材料的应力一应变曲线对比，这种轻质材料例如常在制造电子机壳中被用作高级材料的常规Ti合金。如图所示，常规材料具有相对较高的屈服强度，但是，如果该材料的弹性极限较低，那么材料的任何轻微变形将导致永久变形。相反，本发明的机壳被设计为能够具有更高的屈服强度，并能够承受相对较高的弹性变形。

通过比较图8中的示意曲线，图中示出了弹性极限在为按照本发明的机壳提供改进的耐用度中的重要性。具体说来，图8中两图形曲线下方的面积代表两种假想材料弹性(即未被永久地破坏)储存由诸如落下或冲击等产生的应力的能量的能力。如图所示，通过选择具有高弹性极限的材料，与具有同样高的屈服强度的常规材料相比，最终的电子框架能够明显地吸收更多的能量(在弹性变形时)。因此，按照本发明所制造的机壳将由具有至少1.5％的弹性极限的材料形成，从而提供一种在使用过程中更不容易受到永久变形或完全失效的机壳。

通过观测材料的密度(p)，可以进一步限定所有上述性质，材料密度被定义为单位体积的重量。举例说来，屈服强度或弹性极限对重量的比率可以被用于确定一种非晶合金材料用在本发明的电子框架中的适合性。通过弹性极限对密度的比率定义材料的一种非常有用的量度，如以下公式所定义：

$\frac{{\mathrm{\ϵ}}_f}{\mathrm{\ρ}}---\left(1\right)$

此外，屈服强度与密度的比率也可以结合上述比率来使用以制造改进的框架：

$\frac{{\mathrm{\σ}}_y}{\mathrm{\ρ}}---\left(2\right)$

弹性极限比率，或者最好是上述比率的组合，可以被用于确定适当材料的范围。

除上述所需机械性质之外，耐蚀性对电子框架非常重要，特别是经受被暴露至恶劣环境和严酷操作条件的便携式电子设备而言。

最后，如背景技术所述，与由金属制成的电子框架相关的第二主要问题通常在于有效地制造所需的复杂形状。为了制造这些复杂形状，最好使用模制和铸造方法，否则将需要大量的后加工，例如在锻造方法中。但是，大部分常规材料，例如Al基合金，具有非常差的模制和铸造性质。具体说来，这些常规合金表现显著。因此，为机壳和框架选用的材料必须具有最小可加工度。

可以多种方式定义一种材料的可加工度，例如，举例说来，通过材料能够从模腔中复制的特征的最小尺寸，通过成形过程中所需的成形温度或应变率，和通过材料能够形成的成品的尺寸公差。

举例说来，由于本发明的电子机壳所需的精确尺寸，只能使用具有最小可加工度的材料。例如，在本发明的一种实施方式中，只有那些能够复制100微米数量级的表面特征的材料才适合用于形成本发明的电子框架。

为了提供适当的机械耐用性、耐蚀性、和可加工性，本发明涉及一种由体凝固非晶合金制成的电子框架，特别是由Zr/Ti或Fe基体凝固非晶合金制成的电子框架。

体凝固非晶合金指能被以等于或低于500K/秒的冷却速率冷却并实际上保持它们的非晶原子结构的非晶合金族。这种体凝固非晶合金可以0.5mm或以上的厚度被制造，实际上厚于具有0.020mm最大可铸造厚度的常规合金，这种常规合金需要10⁵K/秒以上的冷却速率。此外，因为体凝固非晶合金的冷却速率性质，这种材料可以通过多种不同技术加工，这些技术包括：铸造、模制和甚至例如塑性材料所使用的热塑铸造。

如图9所述，体凝固非晶合金具有高于1.5％的的弹性应变极限，并且通常它们的弹性应变极限大约为2.0％。与之相比，常规金属具有0.6％或更小的弹性应变极限。如上所述，弹性应变极限为重要因素，因为更高的弹性极限为电子设备提供更有效的限制。举例说来，如果电子机壳经受落下或冲击，周围金属将被迫使伸出，并且它们存储该冲击和弹性地反应的能力将是阻止永久破坏所装入电子元件的重要因素。因此，弹性极限越高，电子机壳在安全保持内部电子元件方面将越好。此外，如图10所示，体凝固非晶合金具有1.6GPa以上的屈服强度，比常规金属高得多。材料的屈服强度越高，对可能的破坏力的抵抗力越高。此外，由于这些材料的独特原子结构，体凝固非晶合金为冲击敏感电子元件提供更好的冲击及振动衰减，这些冲击敏感电子元件例如数据存储设备，例如CD或DVD或标准硬盘驱动器。

因此，体凝固非晶合金具有体非晶金属的高屈服强度和高弹性极限的独特组合，这使得它们作为电子元件的周围金属非常有用。第5,288,344；5,368,659；5,618,359；和5,735,975号美国专利中公开非晶合金的实施例；所有这些专利被结合在参考文献中。

如上所述，本发明中可以使用任何体凝固非晶合金，只要该合金当形成电子框架时具有至少约1.5％，并且优选大约2.0％的弹性极限，和选自以下组中的至少一个物理性质：约4GPa或以上、并且优选5.5GPa或以上的硬度值；大约2GPa或以上的屈服强度；大约10ksi-sqrt(in)(sqrt：平方根)或以上，并且优选20ksi-sqrt(in)或以上的断裂韧度。

此外，应该选择大约8.5g/cc或以下的密度以使该材料提供高强度重量比。因此，在材料的屈服强度对密度的情况下(公式1)，将优选至少0.2的比率，而弹性极限对密度的比率(公式2)将优选至少0.17。

在优选实施方式中，选择体凝固非晶合金以具有至少两种上述性质并结合上述范围内的结合弹性极限。在最优选实施方式中，选择体凝固非晶合金以具有至少三种上述性质并结合上述范围内的结合弹性极限。

根据所需的电子机壳的类型，这些性质可以各种方式组合。举例说来，在一种优选实施方式中，电子金属框架由弹性应变极限为1.5％或更高的金属制成。在另一优选实施方式中，机壳由具有1.5％或更高的弹性应变极限和4GPa或更高的硬度的金属制成。在另一优选实施方式中，使用具有1.5％或更高的弹性应变极限和5.5GPa或更高的硬度的金属。在另一优选实施方式中，机壳由具有1.5％或更高的弹性应变极限和10ksi-sqrt(in)或更高的断裂韧度的金属制成。在另一优选实施方式中，使用具有1.5％或更高的弹性应变极限和20ksi-sqrt(in)或更高的断裂韧度的金属。在另一优选实施方式中，使用具有1.5％或更高的弹性应变极限和2GPa或更高屈服强度的金属。

在一种需要多重性质的实施方式中，电子金属框架可以由一种金属制成，该金属具有1.5％或更高的弹性应变极限，具有4GPa或更高的硬度，并具有10ksi-sqrt(in)或更高的断裂韧度；或者具有1.5％或更高的弹性应变极限，具有5.5GPa或更高的硬度，并具有20ksi-sqrt(in)或更高的断裂韧度。

在考虑材料的密度的一种实施方式中，电子金属框架可以由一种具有1.5％或更高的弹性应变极限和6.5g/cc、或4.5g/cc或更小的密度的金属制成。

简言之，电子机壳将使用一种具有1.5％或更高的弹性极限的金属材料。此外，在本发明的优选实施方式中，用于电子硬件的金属材料具有4GPa或以上，并且优选5.5GPa或以上的硬度。并且在更优选实施方式中，金属材料还具有10ksi-sqrt(in)或以上并优选20ksi-sqrt(in)或更高的断裂韧度。并且在本发明更优选的实施方式中，金属材料的密度低于6.5g/cc。应该理解这些是框架中所需的材料性质，而不是金属框架的结构性质。体凝固非晶合金的使用独特地提供本发明的这些所需性质。

此外，因为大部分电子框架和机壳所需要的许多不同的边角，非晶合金材料必须在延长时间周期内可成形。如图11至13所示，由于体非晶合金从它们的熔化温度以上下降至玻璃转变温度以下期间保持流动性，它们在温度下降至玻璃转变温度以下时并不积累很大的应力。此外，体非晶合金的凝固收缩比常规金属的凝固收缩小得多。因此，具有这些特征的体非晶合金可以被模制或铸造以复制与电子机壳相关的高复杂形状，而不变形并且不需要高成本的后成形制造步骤。

因此，在一种实施方式中，仅那些具有通过示差扫描量热法(“DSC”)以20℃/min测量所确定的大于30℃的ΔT_sc(过冷液体区)，并且优选大于60℃的ΔT_sc，并最优选90℃以上的ΔT_sc的体凝固非晶合金被用于这种实施方式中，以使该材料能够在延长时间周期内于玻璃转变温度范围附近的温度下被成形，“在玻璃转变温度范围附近”指，该成形操作可以在玻璃转变温度以上、稍低于玻璃转变温度或在玻璃转变温度下执行，但至少在结晶温度T_x以下执行。为了保证最终模制产品保持非晶合金原料的高弹性极限，最好按照以下表1(温度单位为℃)所示的温度最大值限制模制工艺的温度和时间。

表1：模制温度限制
				T	T max	T max (Pr.)	T max (M.Pr.)
Tsc＞90	Tsc+1/2Tsc	Tsc+1/4Tsc	Tsc
				Tsc＞60	Tsc+1/4Tsc	Tsc	Tg
Tsc＞30	Tsc	Tg	Tg-30

其中，T_max为模制工艺过程中的最大允许温度，T_max(Pr.)为优选的最大允许温度，而T_max(M.Pr.)为模制工艺过程中的最优选最大允许温度。

在上表中，根据标准DSC扫描以20℃/min确定T_g、T_sc和T_x。T_g被定义为玻璃转变的开始温度，T_sc被定义为过冷液体区的开始温度，而T_x被定义为结晶开始温度。ΔT_sc被定义为T_x和T_sc之间的温度差。所有的温度单位均为℃。

满足以上机械、腐蚀、和可加工性要求的基于Zr和Ti的体凝固非晶合金族被表示为以下分子式：(Zr，Ti)_a(Ni，Cu，Fe)_b(Be，Al，Si，B)_c，以原子百分比表示，a的取值范围是从约30至75，b的取值范围是从约5至60，c的取值范围是从约0至50。应该理解上述分子式决不包含所有类的体凝固非晶合金。举例说来，这种体凝固非晶合金可以将其它过渡金属的实际浓度调节至过渡金属的约20％原子百分比，这些过渡金属例如Nb、Cr、V、Co。一种例示体凝固非晶合金族由分子式(Zr，Ti)_a(Ni，Cu)_b(Be)_c定义，其中以原子百分比表示，a的取值范围是从约40至75，b的取值范围是从约5至50，c的取值范围是从约5至50。一种示例体凝固非晶合金复合材料为Zr₄₁Tit₄Ni₁₀Cu_12.5Be_22.5。更优选的复合材料定义为：(Zr，Ti)_a(Ni，Cu)_b(Be)_c，其中以原子百分比表示，a的取值范围是从约45至65，b的取值范围是从约7.5至35，c的取值范围是从约10至37.5。另一优选的无Be Zr/Ti基合金族被定义为分子式(Zr)_a(Nb，Ti)_b(Ni，Cu)_c(Al)_d，其中以原子百分比表示，a的取值范围是从45至65，b的取值范围是从0至10，c的取值范围是从20至40，而d的取值范围是从7.5至15。此外，这些Zr/Ti基体凝固非晶合金具有很高的耐蚀性。

另一组适合的体凝固非晶合金为基于黑色金属(Fe，Ni，Co)的复合材料。在以参考文献结合在本文中的第6,325,868号美国专利，(A.Inoue等发表在1997年Appl.Phys.Lett.第71卷464页)，(Shen等发表在2001年Mater.Trans.，JIM的42卷2136页)，和日本专利申请2000126277(公开号2001303218)中，公开这种复合材料的示例。这种合金的一种示例复合材料为Fe₇₂Al₅Ga₂P₁₁C₆B₄。另一这种合金的示例复合材料为Fe₇₂Al₇Zr₁₀Mo₅W₂B₁₅。虽然，这种合金复合材料不象Zr基合金系统那样可加工，但这些材料在大约0.5mm或以上的厚度仍可以被加工，因此足够被用于本发明公开中。此外，虽然这些材料的密度通常较高，为从6.5g/cc至8.5g/cc，但该材料的硬度也较高，从7.5GPA至12GPa或以上，使得它们对某些高磨损应用特别有吸引力。同样，这些材料具有高于1.2％的弹性应变极限和从2.5GPa至4GPa的屈服强度。

Zr/Ti和Fe基体凝固非晶合金族由于这些材料独特的物理性质组合，被优选用于构造本发明的电子框架。

如图7至13所示，本发明的体凝固非晶合金可以承受达到1.5％或以上的应变，而没有任何永久变形或断裂；和/或具有大约10ksi-％in或以上的高断裂韧度，更具体地说为大约20ksi-％in或以上；和/或大具有约4GPa或以上的高硬度值，更具体地说为大约5.5GPa或更多。与常规材料相比，适当的体非晶合金具有达到约2GPa以上的屈服强度水平，超过钛合金的目前状态。

通常地，体非晶合金中的结晶体沉淀对上述物理性质非常不利，尤其是对刚度和强度，因此通常优选可能的最小体积分数。但是，有在体非晶合金加工过程中韧性金属结晶相原位沉淀的情况，这些韧性沉淀物可能对体非晶合金的性质有利，尤其是对刚度和韧性。因此，包含这种有利沉淀物的体非晶合金也被包括在本发明中。在以参考文献结合在本文中的(C.C.Hays等2000年Physical ReviewLetters第84卷第2901页)中公开了一种示例情况。

尽管以上说明纯体非晶合金，它们可以与其它材料以多种复合材料结构被生产，其它材料例如SiC、金刚石、碳纤维和诸如钼之类的金属。可以利用多种方法形成这些体非晶基体复合材料，例如熔化渗入和热塑成形。体非晶金属的复合材料被公开在第5,886,254和5,567,251号美国专利中(它们的公开内容都以参考文献整体结合在本文中)。由于体非晶基体复合材料可以包含多种加强件，例如碳纤维，因此可以为特定要求定制机械性质。尽管以上仅提供一些示例，应该理解由于体非晶基体复合材料可以包含多种加强件，例如碳纤维，因此可以为特定要求定制这些材料的机械性质。举例说来，使用例如体积比达到50％的碳纤维加强件，密度可以被降低至3.5g/cc而弹性模量可以被增加至300GPa，以提供高比刚度(杨氏模量/密度)。使用更高体积分数的碳纤维和诸如SiC颗粒和纤维之类的其它材料，可以进一步改进这些数字。更优选地，可以利用碳纤维、SiC颗粒和如钼之类的其它金属的组合制造体非晶合金的混合复合材料，以提供在实际上从3g/cc至6g/cc的较低密度下的5GPa以上的抗弯强度、刚度和高弹性模量的组合。在这种实施方式中，加强材料最好在复合材料中的体积比为从20％至80％。

尽管以上说明没有详述复合材料的构造，应该理解加强材料的定向和形状可以被定制，举例说来，可以对所述材料取向以使所需性质(例如刚度)被在平行于金属框架的长度和宽度的方向优化。此外，复合材料加强材料可以纤维、颗粒、晶须或其它适当形状被提供，以为特定要求定制材料的性质。

通过涂覆厚度达到0.010mm的例如金刚石、TiN、SiC之类的高耐火和高硬度材料涂层，还可以制造具有更高硬度从而更耐用的体凝固非晶合金和复合材料的金属框架。由于体凝固非晶合金将为这些涂层提供高效支撑，涂层将被更好地保护而不易刻痕和切下。

此外，可以进一步处理金属框架以改进金属框架的美观性和颜色。举例说来，金属框架可以经受任何适当的电化学加工，例如阳极氧化(金属的电化学氧化)以给予例如蓝、紫等所需颜色用来改进美观性。由于这种阳极涂层也允许第二浸入(即有机和无机着色、润滑助剂等)，可以在已阳极氧化的金属框架上执行附加美观性或功能性加工。在这种实施方式中，可以使用任何适当的常规阳极氧化方法。

尽管以上说明集中于体凝固非晶合金材料在本发明的金属框架中的使用上，应该理解常规材料也可以被用于金属框架的其它部分的构造中。举例说来，框架的内壁或外壁可以包含一层以上的通常由热塑材料制成的装饰及保护层，这种热塑材料例如聚氨酯、聚碳酸酯、聚酰胺、聚酰胺共聚物等。此外，可以有最好由合成热可硬化泡沫制成的填充料芯材，该芯材被一种粘合膜包围以提供金属框架与外部装饰或保护壁之间的粘合。

本发明也涉及由体凝固非晶合金制造金属电子框架的方法。图14的流程图表示形成本发明的体凝固非晶合金产品的一种方法，该方法包括：提供原料(步骤1)，在模制工艺的情况下，该原料为非晶形式的固体料，而在铸造工艺的情况下，该原料为熔化温度之上的熔融液态合金；然后或者从熔化温度以上在冷却同时将原料铸造为所需形状(步骤2a)，或者将原料加热至玻璃转变温度以上并将合金模制为所需形状(步骤2b)。任何适当的铸造工艺可以被用于本发明中，例如永久模铸、压铸或诸如平面流铸造之类的连续工艺。第5,711,363号美国专利中公开一种这样的压铸工艺，该专利以参考文献形式结合在本文中。同样，可以使用多种模制操作，例如吹塑法(夹紧一部分原料并在未被夹紧区域的相对表面上应用压力)、模锻(迫使原料进入模腔)、和从复制模复制表面特征。第6,027,586；5,950,704；5,896,642；5,324,368；5,306,463号美国专利(均被整体以参考文献形式结合在本文中)公开通过利用它们的玻璃转变性质形成体凝固非晶合金的模制品的方法。尽管随后的加工步骤可以被用于完成本发明的非晶合金产品(步骤3)，应该理解体非晶合金和复合材料的机械性质可以在所述铸造和/或模制成形中被获得，而不需要例如热处理或机械加工等后续工艺。此外，在一种实施方式中，体凝固非晶合金及其复合材料在两步法中被形成为复杂的接近网状的形状。在这种实施方式中，保持铸造和模制的精度和接近网状的形状。

或者，可以通过冲压和/或模锻操作由体凝固非晶合金及复合材料板制造金属框架。最好在如第5,324,368和5,896,642号美国专利(两专利的公开内容均被整体以参考文献形式结合在本文中)中所述的玻璃转变温度附近执行冲压和模锻操作。也可以通过加工和切削操作由体凝固非晶合金及复合材料板制造金属框架。优选的加工和切削操作实施例为水射、激光切割、电火花加工等。最好在如第5,324,368和5,896,642号美国专利(两专利的公开内容均被整体以参考文献形式结合在本文中)中所述的玻璃转变温度附近执行冲压和模锻操作。此外，金属框架被加工、切割、冲压或模锻，从而具有多种槽和孔以为由电子硬件、平板显示器的操作所产生的热提供改进的冷却。在这种实施方式中，金属框架也可以被加工、切割、冲压或模锻，从而具有多种槽和孔以为内部音响系统和扬声器提供改进的性能。最后，在另一这种实施方式中，金属框架也可以被加工、切割、冲压或模锻，从而具有多种槽和孔以为键盘、鼠标、跟踪板和其它各种附件及其它这种附件提供空间。

不管实际所用的成形技术如何，使用常规制造技术在体凝固非晶合金元件的周围形成电子框架的剩余部分(步骤4)。例如，在以参考文献形式结合在本文中的第5,237,486号美国专利中公开一种如本发明形成便携式计算机的电子框架的方法。

尽管图1至5表示相对简单的电子框架设计，应该理解使用这种形成由体凝固非晶金属和复合材料制成的结构的接近网状工艺，可以获得具有改进机械性质的电子框架复合材料结构的更复杂和先进的设计。

虽然这里公开具体实施方式，但可以想到本领域的技术人员可以并将设计替代的体凝固非晶合金电子设备框架及方法，以生产完全或在等价原则下属于本发明权利要求的范围内的体凝固非晶合金电子设备框架。

Claims (77)

1.一种金属电子框架，该框架包括：

具有限定至少一个外壳的壁的主体；

其中该外壳被设计为至少部分装入至少一个电子元件，其中至少主体的一部分由体凝固非晶合金材料制成，并且其中体凝固非晶合金材料具有约1.5％或更大的弹性极限。

2.如权利要求1的金属电子框架，其中体凝固非晶合金表示为以下分子式：(Zr，Ti)_a(Ni，Cu，Fe)_b(Be，Al，Si，B)_c，其中以原子百分比表示，“a”的范围是从大约30至75，“b”的范围是从大约5至60，而“c”的范围是从大约0至50。

3.如权利要求1的金属电子框架，其中体凝固非晶合金表示为以下分子式：(Zr，Ti)_a(Ni，Cu)_b(Be)_c，其中以原子百分比表示，“a”的范围是从大约40至75，“b”的范围是从大约5至50，而“c”的范围是从大约5至50。

4.如权利要求1的金属电子框架，其中体凝固非晶合金表示为以下分子式：(Zr)_a(Nb，Ti)_b(Ni，Cu)_c(Al)_d，其中以原子百分比表示，“a”的范围是从大约40至65，“b”的范围是从大约0至10，“c”的范围是从大约20至30，而“d”的范围是从7.5至15。

5.如权利要求1的金属电子框架，其中体凝固非晶合金表示为以下分子式：Zr₄₁Ti₁₄Ni₁₀Cu_12.5Be_22.5。

6.如权利要求1的金属电子框架，其中体凝固非晶合金表示为选自由Fe₇₂Al₅Ga₂P₁₁C₆B₄和Fe₇₂Al₇Zr₁₀Mo₅W₂B₁₅构成的组之中的分子式。

7.如权利要求1的金属电子框架，其中体凝固非晶合金具有至少约10ksi-in的高断裂韧度。

8.如权利要求1的金属电子框架，其中体凝固非晶合金具有至少约20ksi-in的高断裂韧度。

9.如权利要求1的金属电子框架，其中体凝固非晶合金具有至少约4GPa的高硬度值。

10.如权利要求1的金属电子框架，其中体凝固非晶合金具有至少约5.5GPa的高硬度值。

11.如权利要求1的金属电子框架，其中体凝固非晶合金具有至少约2.0％的弹性极限。

12.如权利要求1的金属电子框架，其中体凝固非晶合金基于选自由Fe、Ni、和Co构成的组中的黑色金属。

13.如权利要求1的金属电子框架，其中体凝固非晶合金具有大于2.0GPa或更大的屈服强度。

14.如权利要求1的金属电子框架，其中体凝固非晶合金基于选自由Fe、Ni、和Co构成的组中的黑色金属；

其中体凝固非晶合金的弹性极限为约1.5％或更高，体凝固非晶合金的硬度为约7.5GPa或更高。

15.如权利要求1的金属电子框架，其中体凝固非晶合金基于选自由Fe、Ni、和Co构成的组中的黑色金属；

其中体凝固非晶合金的弹性极限为约1.5％以上，体凝固非晶合金的断裂韧度为至少约20ksi-in，而体凝固非晶合金的密度为约6.5g/cc或更小。

16.如权利要求1的金属电子框架，其中至少由体凝固非晶合金形成的一部分被设计为具有选自由肋、蜂窝结构和工字梁构成的组中的一种支撑结构，以使金属电子框架在至少约1.5％的应变水平下不经受塑性变形。

17.如权利要求1的金属电子框架，其中体凝固非晶合金还包含一种韧性金属结晶相沉淀物。

18.如权利要求1的金属电子框架，还包含至少一个开口。

19.如权利要求18的金属电子框架，其中该开口被设计为允许访问至少一个电子元件。

20.如权利要求1的金属电子框架，其中电子框架包含至少两个单独部分。

21.如权利要求20的金属电子框架，其中金属电子框架的两个单独部分固定地或者可移动地被连接。

22.如权利要求21的金属电子框架，其中金属电子框架的两单独部分通过选自由粘结剂、螺钉和扣合连接件构成的组中的一种连接件被连接在一起。

23.如权利要求1的金属电子框架，其中至少金属电子框架的一部分还被涂有选自由TiN、SiC和金刚石构成的组中的一种高硬度材料。

24.如权利要求1的金属电子框架，其中至少由体凝固非晶合金制成的金属电子框架部分被阳极氧化。

25.如权利要求1的金属电子框架，其中至少由体凝固非晶合金制成的金属电子框架部分被阳极氧化以提供彩色。

26.如权利要求1的金属电子框架，其中至少由体凝固非晶合金制成的一部分具有至少0.5mm的厚度。

27.如权利要求1的金属电子框架，其中金属电子框架呈选自用于由蜂窝电话、PDA、便携式计算机和数码相机构成的组中的一种设备的机壳的形式。

28.如权利要求1的金属电子框架，其中金属电子框架为电子元件提供至少部分电子干扰保护。

29.如权利要求1的金属电子框架，其中体凝固非晶合金材料具有至少约0.17的弹性极限对密度的比率。

30.如权利要求1的金属电子框架，其中体凝固非晶合金材料具有至少约0.25的屈服强度对密度的比率。

31.如权利要求1的金属电子框架，其中金属电子框架的体凝固非晶合金部分具有大约100微米或更小的表面特征。

32.如权利要求1的金属电子框架，其中体凝固非晶合金材料具有大于30℃的ΔT_sc。

33.如权利要求1的金属电子框架，其中体凝固非晶合金材料具有大于60℃的ΔT_sc。

34.一种金属电子框架，该框架包括：

具有限定至少一个外壳的壁的主体；

其中该外壳被设计为至少部分装入至少一个电子元件；

其中主体的至少一部分由体凝固非晶合金材料制成，该体凝固非晶合金材料具有约1.5％或更大的弹性极限和大于30℃的ΔT_sc；并且

其中体凝固非晶合金还具有选自由约2.0GPa或更大的屈服强度、约4.5GPa或更大的硬度、至少约10ksi-in的高断裂韧度、和约6.5g/cc或更小的密度构成组中的至少两种物理性质。

35.一种金属电子框架，该框架包括：

具有限定至少一个外壳的壁的主体；

其中该外壳被设计为至少部分装入至少一个电子元件；

其中主体的至少一部分由体凝固非晶合金材料制成，该体凝固非晶合金材料具有约1.5％或更大的弹性极限和大于30℃的ΔT_sc；并且

其中体凝固非晶合金还具有选自由约2.0GPa或更大的屈服强度、约5.5GPa或更大的硬度、至少约20ksi-in的高断裂韧度、和约6.5g/cc或更小的密度构成组中的至少两种物理性质。

36.一种制造金属电子框架的方法，该方法包括：

提供由具有至少1.5％的弹性极限和大于30℃的ΔT_sc的体凝固非晶合金构成的坯料；

在体凝固非晶合金的玻璃转变温度附近加热该坯料；并

模制坯料以形成至少一部分金属电子框架，以装入至少一个电子元件。

37.如权利要求36的方法，其中体凝固非晶合金表示为以下分子式：(Zr，Ti)_a(Ni，Cu)_b(Be)_c，其中以原子百分比表示，“a”的范围是从大约40至75，“b”的范围是从大约5至50，而“c”的范围是从大约5至50。

38.如权利要求36的方法，其中体凝固非晶合金表示为以下分子式：(Zr)_a(Nb，Ti)_b(Ni，Cu)_c(Al)_d，其中以原子百分比表示，“a”的范围是从大约40至65，“b”的范围是从大约0至10，“c”的范围是从大约20至30，而“d”的取值范围是从7.5至15。

39.如权利要求36的方法，其中体凝固非晶合金基于黑色金属，其中体凝固非晶合金的硬度为约7.5GPa或更高，而体凝固非晶合金的密度为约8.5g/cc或更小。

40.如权利要求36的方法，其中体凝固非晶合金还包含韧性金属结晶相沉淀物。

41.如权利要求36的方法，其中整个金属电子框架由体凝固非晶合金形成。

42.如权利要求36的方法，还包括切割所形成的金属电子框架以在金属电子框架中形成至少一个开口，以提供到至少一个电子元件的至少一个的通路。

43.如权利要求36的方法，还包括使用选自由SiC、金刚石和TiN构成的组中的一种高硬度材料涂覆至少金属电子框架的一部分。

44.如权利要求36的方法，还包括将第二金属电子框架安装在所述金属电子框架上。

45.如权利要求36的方法，还包括阳极氧化至少由体凝固非晶合金制成的金属电子框架部分。

46.如权利要求36的方法，还包括阳极氧化至少由体凝固非晶合金制成的金属电子框架部分，以提供一种或更多的彩色。

47.如权利要求36的方法，其中体凝固非晶合金的硬度为约5.5GPa或更高。

48.如权利要求36的方法，其中体凝固非晶合金的高断裂韧度为至少约10ksi-in。

49.如权利要求36的方法，其中体凝固非晶合金的密度为约6.5g/cc或更小。

50.如权利要求36的方法，其中体凝固非晶合金材料具有至少约0.17的弹性极限对密度的比率。

51.如权利要求36的方法，其中体凝固非晶合金材料具有至少约0.25的屈服强度对密度的比率。

52.如权利要求36的方法，其中体凝固非晶合金的弹性极限为约2.0％或更高。

53.如权利要求36的方法，其中坯料的成形步骤还包括复制大约100微米或更小的表面特征。

54.如权利要求36的金属电子框架，其中体凝固非晶合金材料具有大于60℃的ΔT_sc。

55.一种制造金属电子框架的方法，该方法包括：

提供由体凝固非晶合金构成的坯料；

在体凝固非晶合金的玻璃转变温度附近加热该坯料；并

模制坯料以形成至少一部分金属电子框架，以装入至少一个电子元件，

其中体凝固非晶合金具有约1.5％或更大的弹性极限，大于30℃的ΔT_sc，和选自由约2.0GPa或更大的屈服强度、约4.0GPa或更大的硬度、至少约10ksi-in的高断裂韧度、和约6.5g/cc或更小的密度构成组中的至少两种物理性质。

56.一种制造金属电子框架的方法，该方法包括：

提供由体凝固非晶合金构成的坯料；

在体凝固非晶合金的玻璃转变温度附近加热该坯料；并

模制坯料以形成至少一部分金属电子框架，以装入至少一个电子元件，

其中体凝固非晶合金具有约2.0％或更大的弹性极限，大于60℃的ΔT_sc，和选自由约2.0GPa或更大的屈服强度、约5.5GPa或更大的硬度、至少约20ksi-in的高断裂韧度、和约6.5g/cc或更小的密度构成组中的至少两种物理性质。

57.一种制造金属电子框架的方法，该方法包括：

在熔化温度以上提供熔融合金形式的原料；和

铸造该原料以形成由具有至少1.5％的弹性极限和大于30℃的ΔT_sc的体凝固非晶合金构成的金属电子框架的一部分，其中金属电子框架被设计为装入至少一个电子元件。

58.如权利要求57的方法，其中体凝固非晶合金表示为以下分子式：(Zr，Ti)_a(Ni，Cu)_b(Be)_c，其中以原子百分比表示，“a”的范围是从大约40至75，“b”的范围是从大约5至50，而“c”的范围是从大约5至50。

59.如权利要求57的方法，其中体凝固非晶合金表示为以下分子式：(Zr)_a(Nb，Ti)_b(Ni，Cu)_c(Al)_d，其中以原子百分比表示，“a”的范围是从大约40至65，“b”的范围是从大约0至10，“c”的范围是从大约20至30，而“d”的范围是从7.5至15。

60.如权利要求57的方法，其中体凝固非晶合金基于黑色金属，其中体凝固非晶合金的硬度为约7.5GPa或更高，而体凝固非晶合金的密度为约8.5g/cc或更小。

61.如权利要求57的方法，其中体凝固非晶合金还包含韧性金属结晶相沉淀物。

62.如权利要求57的方法，其中整个金属电子框架由体凝固非晶合金构成。

63.如权利要求57的方法，还包括切割所形成的金属电子框架以在金属电子框架中形成至少一个开口，以提供到至少一个电子元件的至少一个的通路。

64.如权利要求57的方法，还包括使用选自由SiC、金刚石和TiN构成的组中的一种高硬度材料涂覆至少金属电子框架的一部分。

65.如权利要求57的方法，还包括将第二金属电子框架安装在所述金属电子框架上。

66.如权利要求57的方法，还包括阳极氧化至少由体凝固非晶合金制成的金属电子框架部分。

67.如权利要求57的方法，还包括阳极氧化至少由体凝固非晶合金制成的金属电子框架部分，以提供一种或更多的彩色。

68.如权利要求57的方法，其中体凝固非晶合金的硬度为约5.5GPa或更高。

69.如权利要求57的方法，其中体凝固非晶合金的高断裂韧度为至少约10ksi-in。

70.如权利要求57的方法，其中体凝固非晶合金的密度为约6.5g/cc或更小。

71.如权利要求57的方法，其中体凝固非晶合金材料具有至少约0.17的弹性极限对密度的比率。

72.如权利要求57的方法，其中体凝固非晶合金材料具有至少约0.25的屈服强度对密度的比率。

73.如权利要求57的方法，其中体凝固非晶合金的弹性极限为约2.0％或更高。

74.如权利要求57的方法，其中坯料的成形步骤还包括复制大约100微米或更小的表面特征。

75.如权利要求57的电子金属框架，其中体凝固非晶合金材料具有大于60℃的ΔT_sc。

76.一种制造金属电子框架的方法，该方法包括：

在熔化温度以上提供熔融合金形式的原料；和

铸造该原料以形成由体凝固非晶合金构成的金属电子框架的一部分，其中金属电子框架被设计为装入至少一个电子元件，并且

其中体凝固非晶合金材料具有约1.5％或更大的弹性极限，大于30℃的ΔT_sc，和选自由约2.0GPa或更大的屈服强度、约4.0GPa或更大的硬度、至少约10ksi-in的高断裂韧度、和约6.5g/cc或更小的密度构成的组中的至少两种物理性质。

77.一种制造金属电子框架的方法，该方法包括：

在熔化温度以上提供熔融合金形式的原料；和

铸造该原料以形成由体凝固非晶合金构成的金属电子框架的一部分，其中金属电子框架被设计为装入至少一个电子元件，并且

其中体凝固非晶合金材料具有约2.0％或更大的弹性极限，大于60℃的T_sc，和选自由约2.0GPa或更大的屈服强度、约5.5GPa或更大的硬度、至少约20ksi-in的高断裂韧度、和约6.5g/cc或更小的密度构成的组中的至少两种物理性质。

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