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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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1. Gebiet der Erfindung
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Diese
Erfindung bezieht sich auf amorphe Metallmagnetkomponenten und insbesondere
auf eine im Allgemeinen dreidimensionale amorphe Vollmetallmagnetkomponente
für große elektronische
Vorrichtungen, wie beispielsweise Magnetresonanz-Bildgebungssysteme,
Fernseh- und Videosysteme und Elektronen- und Ionenstrahlsysteme.
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2. Beschreibung des Standes
der Technik
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Obwohl
amorphe Metalle verglichen mit nicht-orientierten elektrischen Stählen eine überlegene
magnetische Leistung bieten, wurden sie lange zur Verwendung bei
Vollmetallmagnetkomponenten, wie beispielsweise Platten von massiven
Magneten für
Magnetresonanz-Bildgebungssysteme (MRI-Systeme = magnetic resonance
imaging systems) aufgrund bestimmter physikalischer Eigenschaften
von amorphem Metall und den entsprechenden Fertigungsbeschränkungen
als ungeeignet angesehen. Beispielsweise sind amorphe Metalle dünner und
härter
als nicht-orientierter Siliciumstahl und bewirken folglich, dass
sich Fertigungswerkzeuge und Formwerkzeuge schneller abnutzen. Der
resultierende Anstieg in den Werkzeug- und Herstellungskosten macht
das Anfertigen amorpher Vollmetallmagnetkomponenten mit derartigen
Techniken kommerziell unpraktisch. Die Dünnheit von amorphen Metallen
setzt sich ebenfalls in einer gestiegene Anzahl von Laminierungen
in den zusammengebauten Komponenten um, was ferner die Gesamtkosten
der amorphen Metallmagnetkomponente erhöht.
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Amorphes
Metall wird typischerweise in einem dünnen kontinuierlichen Band
mit einer gleichmäßiger Bandbreite
geliefert. Amorphes Metall ist jedoch ein sehr hartes Material,
was es sehr schwierig macht, es ohne weiteres zu schneiden oder
zu formen, und wenn es einmal wärmebehandelt
ist, um magnetische Spitzeneigenschaften zu erreichen, wird es sehr
brüchig.
Dies macht es schwierig und kostspielig, herkömmliche Vorgehensweisen zu
verwenden, um eine amorphe Metallmagnetkomponente aufzubauen. Die
Brüchigkeit des
amorphen Metalls kann ebenfalls Besorgnis hinsichtlich der Dauerhaftigkeit
der Vollmagnetkomponente bei einer Anwendung, wie beispielsweise
einem MRI-System, erregen.
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Ein
weiteres Problem mit amorphen Vollmetallmagnetkomponenten besteht
darin, dass die magnetische Permeabilität von amorphem Metall verringert
wird, wenn es physikalischen Spannungen unterworfen wird. Diese
verringerte Permeabilität
kann abhängig
von der Intensität
der Spannungen auf das amorphe Metallmaterial erheblich sein. Wenn
eine amorphe Vollmetallmagnetkomponente Spannungen unterzogen wird, wird
der Wirkungsgrad verringert, mit der der Kern Magnetfluss richtet
oder fokussiert, was zu höheren
magnetischen Verlusten, erhöhter
Wärmeerzeugung
und verringerter Leistung führt.
Diese Spannungsempfindlichkeit aufgrund der magnetostriktiven Natur
des amorphen Metalls kann durch Spannungen verursacht werden, die
sich aus Magnetkräften
während
des Betriebs der Vorrichtung ergeben, mechanische Spannungen, die sich
aus mechanischem Klemmen oder einer anderen Befestigung der amorphen
Vollmetallkomponente an Ort und Stelle ergeben, oder internen Spannungen,
die durch die Wärmeausdehnung
und/oder Ausdehnung aufgrund magnetischer Sättigung des amorphen Metallmaterials
verursacht werden.
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ZUSAMMENFASSUNG
DER ERFINDUNG
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Die
vorliegende Erfindung liefert eine amorphe Vollmetallkomponente,
die die Form eines Polyeders aufweist und aus einer Mehrzahl von
Schichten von amorphen Metallstreifen zusammengesetzt ist, wie in
Anspruch 1 definiert ist. Durch die vorliegende Erfindung wird ebenfalls
ein Verfahren zum Herstellen einer amorphen Vollmetallkomponente
bereitgestellt, wie in Anspruch 11 definiert ist. Die Magnetkomponente
ist bei Frequenzen betreibbar, die von 60 Hz bis 20.000 Hz reichen,
und weist verbesserte Leistungskennlinien verglichen mit Magnetkomponenten
aus Siliciumstahl auf, die über
den gleichen Frequenzbereich betrieben werden. Genauer gesagt wird
eine in Übereinstimmung
mit der vorliegenden Erfindung aufgebaute Magnetkomponente einen
Eisenverlust von weniger als oder gleich 1 Watt pro Kilogramm von
amorphen Metallmaterial aufweisen, wenn sie bei einer Frequenz von
ungefähr
60 Hz und einer Flussdichte von ungefähr 1,4 Tesla (T) betrieben wird,
und eine in Übereinstimmung
mit der vorliegenden Erfindung aufgebaute Magnetkomponente wird
ein Eisenverlust von weniger als oder gleich 70 Watt pro Kilogramm
von amorphen Metallmaterial aufweisen, wenn sie bei einer Frequenz
von ungefähr
20.000 Hz und einer Flussdichte von ungefähr 0,30 T betrieben wird.
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In Übereinstimmung
mit einer ersten Ausführungsform
des erfinderischen Verfahrens wird amorphes Metallstreifenmaterial
geschnitten, um eine Mehrzahl von geschnittenen Streifen mit einer
vorbestimmten Länge
zu bilden. Die geschnittenen Streifen werden gestapelt, um eine
Stange aus gestapeltem amorphen Metallstreifenmaterial zu bilden,
und wärmebehandelt.
Die wärmebehandelte
gestapelte Stange wird mit einem Epoxidharz imprägniert und ausgehärtet. Die
gestapelte Stange wird dann bei vorbestimmten Längen geschnitten, um eine Mehrzahl
von polyedrisch geformten Magnetkomponenten mit einer vorbestimmten
dreidimensionalen Geometrie bereitzustellen. Das bevorzugte amorphe
Metallmaterial weist eine Zusammensetzung auf, die im Wesentlichen
durch die Formel Fe80B11Si9 definiert wird.
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In Übereinstimmung
mit einer zweiten Ausführungsform
des Verfahrens der vorliegenden Erfindung wird ein amorphes Metallband
um einen Dorn gewickelt, um einen im Allgemeinen rechtwinkligen
Kern mit im Allgemeinen ausgerundeten Kanten zu bilden. Der im Allgemeinen
rechteckförmige
Kern wird dann wärmebehandelt,
mit Epoxidharz imprägniert
und ausgehärtet.
Die kurzen Seiten des rechteckförmigen
Kerns werden dann geschnitten, um zwei Magnetkomponenten zu bilden,
die eine vorbestimmte dreidimensionale Geometrie aufweisen, die
die ungefähre
Größe und Form
der kurzen Seiten des im Allgemeinen rechtwinkligen Kerns besitzt.
Die ausgerundeten Kanten werden von den langen Seiten des im Allgemeinen
rechteckförmigen
Kerns entfernt, und die langen Seiten des im Allgemeinen rechteckförmigen Kerns
werden geschnitten, um eine Mehrzahl von polyedrisch geformten Magnetkomponenten
mit der vorbestimmten dreidimensionalen Geometrie zu bilden. Das
bevorzugte amorphe Metallmaterial weist eine Zusammensetzung auf,
die im Wesentlichen durch die Formel Fe80B11Si9 definiert wird.
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Der
Aufbau von amorphen Vollmetallmagnetkomponenten in Übereinstimmung
mit der vorliegenden Erfindung ist besonders für amorphe Metallplatten für Polflächenmagneten
bei Hochleistungs-MRI-Systemen, bei Fernseh- und Videosystemen und
bei Elektronen- und Ionenstrahlsystemen geeignet. Die durch die
vorliegende Erfindung erkannten Vorteile umfassen eine vereinfachte
Herstellung, eine verringerte Herstellungszeit, verringerte Spannungen
(z.B. magnetostriktive), die während
des Aufbaus von amorphen Vollmetallkomponenten angetroffen werden,
und eine optimierte Leistung der fertiggestellten amorphen Metallmagnetkomponente.
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KURZBESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNGEN
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Die
Erfindung wird vollständiger
verstanden und weitere Vorteile werden offensichtlich werden, wenn Bezug
auf die folgende ausführliche
Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung
und der begleitenden Zeichnungen genommen wird, wobei die gleichen
Bezugsziffern ähnliche
Elemente überall
in den verschiedenen Ansichten bezeichnen, in denen zeigen:
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1A eine
perspektivische Ansicht einer amorphen Vollmetallmagnetkomponente
in der Form eines im Allgemeinen rechteckförmigen Polyeders, die in Übereinstimmung
mit der vorliegenden Erfindung aufgebaut ist;
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1B eine
perspektivische Ansicht einer amorphen Vollmetallmagnetkomponente
in der Form eines im Allgemeinen trapezförmigen Polyeders, die in Übereinstimmung
mit der vorliegenden Erfindung aufgebaut ist;
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1C eine
perspektivische Ansicht einer amorphen Vollmetallmagnetkomponente
in der Form eines Polyeders, die gegenüberliegend angeordnete bogenförmige Oberflächen aufweist
und in Übereinstimmung mit
der vorliegenden Erfindung aufgebaut ist;
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2 eine
Seitenansicht einer Spule aus amorphem Metallstreifen, der positioniert
ist, um in Übereinstimmung
mit der vorliegenden Erfindung geschnitten und gestapelt zu werden;
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3 eine
perspektivische Ansicht einer Stange aus amorphem Metallstreifen,
die Schnittlinien zeigt, um eine Mehrzahl von im Allgemeinen trapezförmigen Magnetkomponenten
in Übereinstimmung
mit der vorliegenden Erfindung zu erzeugen;
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4 eine
Seitenansicht einer Spule aus amorphem Metallstreifen, der um einen
Dorn gewickelt wird, um einen im Allgemeinen rechteckförmigen Kern
in Übereinstimmung
mit der vorliegenden Erfindung zu bilden; und
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5 eine
perspektivische Ansicht eines im Allgemeinen rechteckförmigen amorphen
Metallkerns, die die Schnittlinien zeigt, um eine Mehrzahl von im
Allgemeinen prismenförmigen
Magnetkomponenten zu erzeugen, die in Übereinstimmung mit der vorliegenden
Erfindung gebildet sind.
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AUSFÜHRLICHE
BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
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Die
vorliegende Erfindung ist auf eine im Allgemeinen polyedrisch geformte
amorphe Vollmetallmagnetkomponente gerichtet. Wie hier verwendet,
bezieht sich der Begriff Polyeder auf einen dreidimensionalen Festkörper mit
einer Mehrzahl von Flächen
oder äußeren Oberflächen. Dieser
umfasst, ist jedoch nicht begrenzt auf Rechtecke, Quadrate, Prismen
und Formen einschließlich
einer bogenförmigen
Oberfläche.
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Mit
Bezug auf die Zeichnungen wird in 1A eine
amorphe Vollmetallmagnetkomponente 10 mit einer dreidimensionalen,
im Allgemeinen rechteckförmigen
Form gezeigt. Die Magnetkomponente 10 ist aus einer Mehrzahl
von im Wesentlichen ähnlich
geformten Schichten eines amorphen Metallstreifenmaterials 20 zusammengesetzt,
die zusammen laminiert und wärmebehandelt
werden. Die in 1B dargestellte Magnetkomponente
weist eine dreidimensionale, im Allgemeinen trapezförmige Form
auf und ist aus einer Mehrzahl von Schichten aus amorphem Metallstreifenmaterial 20 zusammengesetzt,
die jeweils im Wesentlichen die gleiche Größe und Form aufweisen, und
die zusammen laminiert und wärmebehandelt
werden. Die in 1C dargestellte Magnetkomponente
umfassten zwei gegenüberliegend angeordnete
bogenförmige
Oberflächen 12.
Die Komponente 10 ist aus einer Mehrzahl von im Wesentlichen ähnlich geformten
Schichten aus amorphen Metallstreifenmaterial 20 aufgebaut,
die zusammen laminiert und wärmebehandelt
werden. Bei einer bevorzugten Ausführungsform wird eine in Übereinstimmung
mit der vorliegenden Erfindung aufgebaute dreidimensionale Magnetkomponente 10 einen
Eisenverlust geringer als oder gleich 1 Watt pro Kilogramm von amorphem
Metallmaterial aufweisen, wenn sie bei einer Frequenz von ungefähr 60 Hz
und einer Flussdichte von ungefähr
1,4 Tesla (T) betrieben wird, und eine in Übereinstimmung mit der vorliegenden
Erfindung aufgebaute Magnetkomponente 10 wird ein Eisenverlust
von weniger oder gleich 70 Watt pro Kilogramm von amorphem Metallmaterial
aufweisen, wenn sie bei einer Frequenz von ungefähr 20.000 Hz und einer Flussdichte
von ungefähr
0,30 T betrieben wird.
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Die
amorphe Vollmetallmagnetkomponente 10 der vorliegenden
Erfindung ist ein im Allgemeinen dreidimensionales Polyeder und
kann im Allgemeinen rechteckförmig,
trapezförmig,
quadratisch oder prismenförmig
sein. Alternativ und wie in 1C dargestellt,
kann die Komponente mindestens eine bogenförmige Oberfläche aufweisen.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform
werden zwei bogenförmige
Oberflächen 12 bereitgestellt
und einander gegenüberliegend
angeordnet.
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Die
vorliegende Erfindung liefert ebenfalls ein Verfahren zum Aufbauen
einer amorphen Vollmetallmagnetkomponente. Wie in 2 gezeigt
ist, wird eine Rolle 30 aus amorphen Metallstreifenmaterial
in eine Mehrzahl von Streifen 20, die die gleiche Form
und Größe aufweisen,
mit Schneidklingen 40 geschnitten. Die Streifen 20 werden
gestapelt, um eine Stange 50 aus gestapelten amorphen Metallstreifenmaterial
zu bilden. Die Stange 50 wird wärmebehandelt, mit einem Epoxidharz
imprägniert
und ausgehärtet.
Die Stange 50 kann entlang der in 3 dargestellten
Linien 52 geschnitten werden, um eine Mehrzahl von im Allgemeinen
dreidimensionalen Teilen zu erzeugen, die eine im Allgemeinen rechteckförmige, trapezförmige, quadratische
oder andere polyedrische Form aufweisen. Alternativ kann die Komponente 10 mindestens
eine bogenförmige Oberfläche 12 aufweisen,
wie in 1C gezeigt ist.
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Bei
einer zweiten Ausführungsform
des Verfahrens der vorliegenden Erfindung, die in 4 und 5 gezeigt
ist, wird die amorphe Vollmetallmagnetkomponente 10 durch
Wickeln eines einzelnen amorphen Metallstreifens 22 oder
einer Gruppe von amorphen Metallstreifen 22 um einen im
Allgemeinen rechteckförmigen Dorn 60 gebildet,
um einen im Allgemeinen rechteckförmigen gewickelten Kern 70 zu
bilden. Die Höhe
der kurzen Seiten 74 des Kerns 70 ist vorzugsweise
ungefähr
gleich der gewünschten
Länge der
fertiggestellten amorphen Vollmetallmagnetkomponente 10.
Der Kern 70 wird wärmebehandelt,
mit einem Epoxidharz imprägniert
und ausgehärtet.
Zwei Komponenten 10 können
durch Schneiden der kurzen Seiten 74 gebildet werden, wobei
die ausgerundeten Kanten 70 zurückgelassen werden, die mit
den langen Seiten 78 verbunden sind. Zusätzliche
Magnetkomponenten 10 können
durch Entfernen der ausgerundeten Kanten 76 von den langen Seiten 78 und
Schneiden der langen Seiten 78 an einer Mehrzahl von Stellen
gebildet werden, die durch die gestrichelten Linien 72 angegeben
sind. Bei dem in 5 dargestellten Beispiel umfasst
die amorphe Vollmetallmagnetkomponente eine im Allgemeinen dreidimensionale
rechteckförmige
Form, obwohl andere dreidimensionale Formen durch die vorliegende
Erfindung, wie beispielsweise Trapeze oder Quadrate, in Erwägung gezogen
werden.
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Der
Aufbau von amorphen Vollmetallmagnetkomponenten in Übereinstimmung
mit der vorliegenden Erfindung ist insbesondere für Platten
für Polflächenmagneten
geeignet, die im Hochleistungs-MRI-Systemen, bei Fernseh- und Videosystemen
sowie bei Elektronen- und Ionenstrahlensystemen verwendet werden.
Die Herstellung von Magnetkomponenten wird vereinfacht und die Herstellungszeit
verringert. Spannungen, die ansonsten während des Aufbaus von amorphen
Vollmetallmagnetkomponenten angetroffen werden, werden minimiert.
Die magnetische Leistung der fertiggestellten Komponenten wird optimiert.
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Die
amorphe Vollmetallmagnetkomponente 10 der vorliegenden
Erfindung kann mit zahlreichen amorphen Metall-Legierungen hergestellt
werden. Allgemein gesagt werden die zur Verwendung bei dem Aufbau der
Komponente 10 der vorliegenden Erfindung geeigneten Legierungen
durch die Formel M70-85Y5-20Z0-20 (Indizes in Atomprozent) definiert,
wobei „M" mindestens eines
von Fe, Ni und Co, „Y" mindestens eines
von B, C und P und „Z" mindestens eines
von Si, Al und Ge ist; mit den Maßgaben, dass (i) bis zu 10
Atomprozent der Komponente „M" mit mindestens eine
der metallischen Arten von Ti, V, Cr, Mn, Cu, Zr, Nb, Mo, Ta und
W ausgetauscht werden können,
und (ii) bis zu 10 Atomprozent der Komponenten (Y + Z) durch mindestens
einer der nicht metallischen Arten von In, Sn, Sb und Pb ausgetauscht
werden können.
Die höchsten
Induktionswerte mit niedrigen Kosten werden für Legierungen erreicht, wobei „M" Eisen, „Y" Bor und „Z" Silicium ist. Aus
diesem Grund wird ein amorpher Metallstreifen bevorzugt, der aus
Eisen-Bor-Silicium-Legierungen
zusammengesetzt ist, die im Wesentlichen durch die Formel Fe80B11Si9 definiert
werden. Dieser Streifen wird von AlliedSignal Inc. unter der Handelsbezeichnung
METGLAS®-Legierung
2605SA-1 vermarktet.
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Die
amorphe Vollmetallmagnetkomponente 10 der vorliegenden
Erfindung kann von Stangen 50 aus gestapelten amorphen
Metallstreifen oder von Kernen 70 aus gewickelten amorphen
Metallstreifen mit zahlreichen Schneidtechnologien geschnitten werden.
Die Komponente 10 kann von der Stange 50 oder
dem Kern 70 mit einer Schneidklinge oder Trennscheibe geschnitten
werden. Alternativ kann die Komponente 10 durch elektroerosive
Bearbeitung oder mit einem Wasserstrahl geschnitten werden.
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Amorphe
Vollmetallmagnetkomponenten werden effizienter als jene Komponenten
magnetisiert und entmagnetisiert, die aus anderen Magnetmetallen
auf Eisenbasis hergestellt sind. Wenn sie als ein Polmagnet verwendet
wird, wird die amorphe Vollmetallmagnetkomponente weniger Wärme als
eine vergleichbare Komponente erzeugen, die aus einem anderen Magnetmetall
auf Eisenbasis hergestellt ist, wenn die beiden Komponenten mit
identischer Induktion und Frequenz magnetisiert werden. Die amorphe
Vollmetallmagnetkomponente kann daher ausgestaltet sein, um 1) bei
einer niedrigen Betriebstemperatur; 2) bei einer höheren Induktion,
um verringerte Größe und Gewicht
zu erreichen; oder 3) bei einer höheren Frequenz zu arbeiten,
um eine verringerte Größe und ein
verringertes Gewicht oder um eine hervorragende Signalauflösung verglichen
mit Magnetkomponenten zu erreichen, die aus anderen Magnetmetallen
auf Eisenbasis hergestellt sind.
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Die
folgenden Beispiele werden bereitgestellt, um die vorliegende Erfindung
vollständiger
zu beschreiben. Die dargelegten spezifischen Techniken, Bedingungen,
Materialien, Verhältnisse
und berichteten Daten, um die Prinzipien und die Praxis der Erfindung
darzustellen, sind beispielhaft und sollten nicht verstanden werden,
den Schutzumfang der Erfindung zu begrenzen, wie er durch die beigefügten Ansprüche definiert
ist.
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Beispiel 1
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Erstellung und elektromagnetisches
Prüfen
eines amorphen Metallwinkelprismas
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Ein
ungefähr
60 mm breites und 0,022 mm dickes, amorphes Metallband aus Fe80B11Si9 wurde
um einen rechteckförmigen
Dorn oder Spule mit Abmessungen von ungefähr 25 mm × 90 mm gewickelt. Ungefähr 800 Wicklungen
von amorphen Metallband wurde um den Dorn oder die Spule gewickelt,
wobei eine rechteckförmige
Kernform mit Innenabmessungen von ungefähr 25 mm × 90 mm und einer Baudicke
von ungefähr
20 mm erzeugt wurde. Die Kern-/Spulenanordnung
wurde in einer Stickstoffatmosphäre
wärmebehandelt.
Die Wärmebehandlung
bestand aus: 1) Erwärmen
der Anordnung bis zu 365°C;
2) Halten der Temperatur bei ungefähr 365°C für ungefähr 2 Stunden; und 3) Abkühlen der
Anordnung auf Umgebungstemperatur. Der rechteckförmige gewickelte amorphe Metallkern
wurde von der Kern-/Spulenanordnung entfernt. Der Kern wurde mit
einer Epoxidharzlösung
vakuumimprägniert.
Die Spule wurde ausgetauscht, und die wieder aufgebaute imprägnierte
Kern-/Spulenanordnung wurde bei 120°C für ungefähr 4,5 Stunden ausgehärtet. Wenn
er vollständig
ausgehärtet
war, wurde der Kern erneut von der Kern-/Spulanordnung entfernt.
Der resultierende rechteckförmige
gewickelte, Epoxid-gebondete, amorphe Metallkern wog ungefähr 2100
g.
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Ein
Winkelprisma 60 mm lang × 40
mm breit bei 20 mm Dicke (ungefähr
800 Schichten) wurde von dem Epoxid-gebondeten amorphen Metallkern
mit einer 1,5 mm dicken Schneidklinge geschnitten. Die geschnittenen
Oberflächen
des Winkelprismas und der verbleibende Abschnitt des Kerns wurden
in einer Salpetersäure/Wasserlösung geätzt und
in einer Ammoniak/Wasserlösung
gereinigt.
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Der
verbleibende Abschnitt des Kerns wurde in einer Salpetersäure/Wasserlösung geätzt und
in einer Ammoniak/Wasserlösung
gereinigt. Das Winkelprisma und der verbleibende Abschnitt des Kerns
wurden dann in eine vollständig
geschnittene Kernform erneut zusammengebaut. Primäre und sekundäre elektrische
Wicklungen wurden an dem verbleibenden Abschnitt des Kerns befestigt.
Die geschnittene Kernform wurde elektrisch bei 60 Hz, 1.000 Hz,
5.000 Hz und 20.000 Hz geprüft
und mit Katalogwerten für
andere ferromagnetische Materialien bei ähnlichen Testkonfigurationen
verglichen (National-Arnold Magnetics, 17030 Muskrat Avenue, Adelanto,
CA 92301 (1995)). Die Ergebnisse werden nachstehend in den Tabellen
1, 2, 3 und 4 zusammengestellt.
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TABELLE 1
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Eisenverlust
bei 60 Hz (W/kg)
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TABELLE 2
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Eisenverlust
bei 1.000 Hz (W/kg)
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TABELLE 3
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Eisenverlust
bei 5.000 Hz (W/kg)
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TABELLE 4
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Eisenverlust
bei 20.000 Hz (W/kg)
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Beispiel 2
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Erstellung eines amorphen
Metalltrapezprismas
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Ein
ungefähr
48 mm breites und 0,022 mm dickes, amorphes Metallband aus Fe80B11Si9 wurde
in Längen
von ungefähr
300 mm geschnitten. Ungefähr 3.800
Schichten des geschnittenen amorphen Metallbandes wurden gestapelt,
um eine ungefähr
48 mm breite und 300 mm lange Stange mit einer Baudicke von ungefähr 96 mm
zu bilden. Die Stange wurde in einer Stickstoffatmosphäre wärmebehandelt.
Die Wärmebehandlung bestand
aus: 1) Erwärmen
der Stange bis zu 365°C;
2) Halten der Temperatur bei ungefähr 365°C für ungefähr 2 Stunden; und 3) Abkühlen der
Stange auf Umgebungstemperatur. Die Stange wurde mit einer Epoxidharzlösung vakuumimprägniert und
bei 120°C
für ungefähr 4,5 Stunden
ausgehärtet.
Die resultierende gestapelte, Epoxid-gebondete, amorphe Metallstange
wog ungefähr
9000 g.
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Ein
Trapezprisma wurde aus der gestapelten, Epoxid-gebondeten, amorphen
Metallstange mit einer 1,5 mm dicken Schneidklinge geschnitten.
Die trapezförmige
Fläche
des Prismas hatte Grundlinien von 52 und 62 mm und eine Höhe von 48
mm. Das Trapezprisma war 96 mm (3.800 Schichten) dick. Die geschnittenen Oberflächen des
Trapezprismas und der verbleibende Abschnitt des Kerns wurde in
einer Salpetersäure/Wasserlösung geätzt und
in einer Ammoniak/Wasserlösung
gereinigt.
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Beispiel 3
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Erstellung von polygonalen
amorphen Vollmetallkomponenten mit bogenförmigen Querschnitten
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Ein
ungefähr
50 mm breites und 0,022 mm dickes, amorphes Metallband aus Fe80B11Si9 wurde
in Längen
von ungefähr
300 mm geschnitten. Ungefähr
3.800 Schichten des geschnittenen amorphen Metallbandes wurden gestapelt,
um eine ungefähr
50 mm breite und 300 mm lange Stange mit einer Baudicke von ungefähr 96 mm
zu bilden. Die Stange wurde in einer Stickstoffatmosphäre wärmebehandelt.
Die Wärmebehandlung bestand
aus: 1) Erwärmen
der Stange bis zu 365°C;
2) Halten der Temperatur bei ungefähr 365°C für ungefähr 2 Stunden; und 3) Abkühlen der
Stange auf Umgebungstemperatur. Die Stange wurde mit einer Epoxidharzlösung vakuumimprägniert und
bei 120°C
für ungefähr 4,5 Stunden
ausgehärtet.
Die resultierende gestapelte, Epoxid-gebondete, amorphe Metallstange
wog ungefähr
9200 g.
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Die
gestapelte, Epoxid-gebondete, amorphe Metallstange wurde mit elektroerosiver
Bearbeitung geschnitten, um einen dreidimensionalen bogenförmigen Block
zu bilden. Der Außendurchmesser
des Blocks betrug ungefähr
96 mm. Der Innendurchmesser des Blocks betrug ungefähr 13 mm.
Die Bogenlänge
betrug ungefähr
90°. Die
Blockdicke betrug ungefähr
96 mm.
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Ein
ungefähr
60 mm breites und 0,022 mm dickes amorphes Metallband aus Fe80B11Si9 wurde
um einen rechteckförmigen
Dorn oder Spule mit einem Außendurchmesser
von ungefähr
19 mm gewickelt. Ungefähr
1200 Wicklungen von amorphen Metallband wurde um den Dorn oder die
Spule gewickelt, wobei eine rechteckförmige Kernform mit einem Innendurchmesser
von ungefähr
19 mm und einem Außendurchmesser von
ungefähr
48 mm erzeugt wurde. Der Kern hatte eine Baudicke von ungefähr 29 mm.
Der Kern wurde in einer Stickstoffatmosphäre wärmebehandelt. Die Wärmebehandlung
bestand aus: 1) Erwärmen
der Stange bis zu 365°C;
2) Halten der Temperatur bei ungefähr 365°C für ungefähr 2 Stunden; und 3) Abkühlen der
Stange auf Umgebungstemperatur. Der Kern wurde mit einer Epoxidharzlösung vakuumimprägniert und
bei 120°C für ungefähr 4,5 Stunden
ausgehärtet.
Der resultierende gewickelte, Epoxidgebondete, amorphe Metallkern wog
ungefähr
71 g.
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Der
gewickelte, Epoxid-gebondete, amorphe Metallkern wurde mit einem
Wasserstrahl geschnitten, um ein halbkreisförmiges, dreidimensional geformtes
Objekt zu bilden. Das halbkreisförmige
Objekt hatte einen Innendurchmesser von ungefähr 19 mm, einen Außendurchmesser
von ungefähr
48 mm und eine Dicke von ungefähr
20 mm.
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Die
geschnittenen Oberflächen
der polygonalen amorphen Vollmetallkomponenten mit bogenförmigen Querschnitten
wurden in einer Salpetersäure/Wasserlösung geätzt und
in einer Ammoniak/Wasserlösung
gereinigt.
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Nachdem
die Erfindung somit ziemlich ausführlich beschrieben wurde, ist
ersichtlich, dass derartigem Detail nicht streng gefolgt werden
muss, sondern dass verschiedene Änderungen
und Modifikationen einem Fachmann in den Sinn kommen können, die
alle innerhalb des Schutzumfangs der vorliegenden Erfindung fallen,
wie er durch die angefügten
Ansprüche
definiert ist.
