KR20090004837A - 합금, 벌크 금속 유리 및 그 형성 방법 - Google Patents
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Abstract
일반식 (Zr, Ti)100-X-U (Cu100 - aNia)X AlU 를 갖고, 여기서 X, U 및 a의 범위는 원자%로 37≤X≤48, 3≤U≤14 및 3≤a≤30 인 것인 합금이 개시되어 있다.
Description
본 발명은 전반적으로 합금, 벌크 금속 유리 및 그 형성 방법에 관한 것이다.
비정질 상을 포함하는 합금은 탄성과 경도 등의 물성이 우수하고 인장 강도가 높으며, 특정한 기능 및 구조의 용례의 경우에 순수한 결정질 합금을 대신할 가능성이 있는 것으로 입증되었다. 또한, 그러한 합금은 일반적으로 순수한 결정질 합금에 비해 밀도가 낮고 강도 대 중량비가 높다.
오늘날 일반적으로 사용되고 있는 것으로서 비정질 상을 갖는 합금의 한가지 타입으로는 미국 캘리포니아주 라구나 니쿠엘에 소재하는 Amorphous Technologies International사에서 시판하는 VITRELOY™ 1이 있다. VITRELOY™ 1은 Zr41.2Ti13.8Cu12.5Ni10Be22.5의 조성을 갖는 지그코늄계 합금이다. VITRELOY™ 1은 스포츠 용품, 사치품, 전자 제품, 의료 기구 및 군수 장비를 비롯하여 수많은 용례에 광범위하게 사용되고 있다.
VITRELOY™ 1은 발암 물질인 베릴륨을 함유하고 있기 때문에, 베릴륨 중독을 피하기 위하여 합금의 형성 및 처리 중에 엄격한 예방 조치를 취해야 한다. 그 결과, 후처리 비용이 높게 된다. 베릴륨은 또한 합금의 제조 비용을 비싸게 하는 고가의 재료이다.
따라서, 전술한 단점들 중 하나 이상을 극복하거나 적어도 경감시키는 합금 또는 벌크 금속 유리를 제공할 필요성이 있다.
제1 양태는 일반식 (Zr, Ti)100-X-U (Cu100 - aNia)X AlU 를 갖고, 여기서 X, U 및 a의 범위는 원자%로 37≤X≤48, 3≤U≤14 및 3≤a≤30 인 합금을 제공한다.
일실시예에 있어서, 상기 일반식은 Zr100 -X-U (Cu100 - aNia)X AlU 이고, 여기서 X, U 및 a의 범위는 원자%로 37≤X≤48, 3≤U≤14 및 3≤a≤30 이다.
제2 양태는 일반식 [(Zr, Ti)100-X-U (Cu100 - aNia)X AlU]100-Z Yz 를 갖고, 여기서 X, U, Z 및 a의 범위는 원자%로 37≤X≤48, 3≤U≤14, 0＜Z≤3 및 3≤a≤30 인 합금을 제공한다.
일실시예에 있어서, 상기 일반식은 [Zr100 -X-U (Cu100 - aNia)X AlU]100-Z Yz 이고, 여기서 X, U, Z 및 a의 범위는 원자%로 37≤X≤48, 3≤U≤14, 0＜Z≤3 및 3≤a≤30 이다.
제3 양태는 (a)정해진 양의 Zr, Cu, Ni 및 Al을 포함하는 혼합물을 용융하여 일반식 (Zr, Ti)100-X-U (Cu100 - aNia)X AlU 에 의해 정의되는 조성을 갖는 용융 혼합물을 생성하는 단계로서, 여기서 X, U 및 a의 범위는 원자%로 37≤X≤48, 3≤U≤14 및 3≤a≤30 인 단계와,
(b)상기 용융 혼합물을 고형물로 냉각함으로써 합금을 형성하는 단계
를 포함하는 합금 형성 방법을 제공한다.
제4 양태는 (a)정해진 양의 Zr, Cu, Ni, Al 및 Y를 포함하는 혼합물을 용융하여 일반식 [(Zr, Ti)100-X-U (Cu100 - aNia)X AlU]100-Z Yz 에 의해 정의되는 조성을 갖는 용융 혼합물을 생성하는 단계로서, 여기서 X, U, Z 및 a의 범위는 원자%로 37≤X≤48, 3≤U≤14, 0＜Z≤3 및 3≤a≤30 인 단계와,
(b)상기 용융 혼합물을 고형물로 냉각함으로써 합금을 형성하는 단계
를 포함하는 합금 형성 방법을 제공한다.
상기 합금은 또한 불가피한 불순물을 포함할 수도 있다.
제5 양태는 일반식 (Zr, Ti)100-X-U (Cu100 - aNia)X AlU 의 조성을 갖고, 여기서 X, U 및 a의 범위는 원자%로 37≤X≤48, 3≤U≤14 및 3≤a≤30 인 벌크 금속 유리를 제공한다.
제6 양태는 (a)정해진 양의 Zr, Cu, Ni 및 Al을 포함하는 혼합물을 용융하여 일반식 (Zr, Ti)100-X-U (Cu100 - aNia)X AlU 에 의해 정의되는 조성을 갖는 용융 혼합물을 생성하는 단계로서, 여기서 X, U 및 a의 범위는 원자%로 37≤X≤48, 3≤U≤14 및 3≤a≤30 인 단계와,
(b)상기 용융 혼합물을 고형물로 냉각함으로써 벌크 금속 유리를 형성하는 단계
를 포함하는 벌크 금속 유리의 제조 방법을 제공한다.
제7 양태는 Zr, Ti, Cu, Ni 및 Al 금속으로 이루어지는 합금으로서, 상기 금속들은 상기 합금 내에 일반식 (Zr, Ti)100-X-U (Cu100 - aNia)X AlU 에 따라 존재하고, 여기서 X, U 및 a의 범위는 원자%로 37≤X≤48, 3≤U≤14 및 3≤a≤30 인 합금을 제공한다.
제8 양태는 Zr, Ti, Cu, Ni, Al 및 Y 금속으로 이루어지는 합금으로서, 상기 금속들은 상기 합금 내에 일반식 [(Zr, Ti)100-X-U (Cu100 - aNia)X AlU]100-Z Yz 에 따라 존재하고, 여기서 X, U, Z 및 a의 범위는 원자%로 37≤X≤48, 3≤U≤14, 0＜Z≤3 및 3≤a≤30 인 합금을 제공한다.
제9 양태는 Zr, Ti, Cu, Ni 및 Al로 이루어지는 합금으로서, 상기 합금의 50% 이상이 비정질 상인 것인 합금을 제공한다.
제10 양태는 Zr, Ti, Cu, Ni, Al 및 Y로 이루어지는 합금으로서, 상기 합금의 50% 이상이 비정질 상인 것인 합금을 제공한다.
정의
본 명세서에 사용되는 이하의 단어 및 용어가 지시하는 의미는 다음과 같다.
"금속 유리"라는 용어는 무질서한 원소 스케일 또는 비정질 구조를 갖는 금속으로서 폭넓게 해석되어야 한다.
"벌크 금속 유리" 또는 "BMG(bulk metallic glass)"라는 용어는 금속 유리의 특성을 갖고 두께가 적어도 1 mm인 재료로서 폭넓게 해석되어야 한다.
"완전 비정질 고형물" 또는 "비정질 고형물"이라는 용어는 적어도 95 (용적)%가 비정질 상(armorphous phase)인 재료로서 폭넓게 해석되어야 한다. "비정질 매트릭스 복합 재료" 또는 "복합 재료"라는 용어는 적어도 50 (용적)%가 비정질 상인 재료로서 폭넓게 해석되어야 한다.
"불가피한 불순물"이라는 용어는 합금을 제조하는 데에 사용되는 원료에 존재할 수 있는 임의의 물질을 말한다. 불가피한 불순물은 피할 수 없는 불순물 뿐만 아니라 피할 수 있는 불순물을 포함한다.
달리 특정되지 않는다면, "포함한다"라는 용어는 언급된 요소를 포함할 뿐만 아니라 언급되지 않은 추가 요소의 포괄을 허용하도록 "제한이 없는" 또는 "포괄적인" 언어를 나타내도록 의도된다.
본 명세서에 사용된 바와 같이, "약"이라는 용어는, 공식화의 성분 농도 문맥에서, 일반적으로 정해진 값의 ±5%, 보다 일반적으로 정해진 값의 ±4%, 보다 일반적으로 ±3%, 보다 더 일반적으로 정해진 값의 ±2%, 보다 더 일반적으로 정해진 값의 ±1%, 보다 더 일반적으로 정해진 값의 ±1%를 의미한다.
본 명세서 전반에 걸쳐, 특정례는 범위 포맷(range format)으로 기술될 수 있다. 범위 포맷의 설명은 단순히 편의성 및 간결성을 위한 것으로, 기술된 범위의 범주에 대한 변경할 수 없는 제한으로서 해석되어서는 않된다. 따라서, 범위의 설명은 구체적으로 가능한 모든 서브 범위 뿐만 아니라 그 범위 내의 개별적인 수치값을 개시하는 것으로 고려되어야 한다. 예컨대, 1 내지 6과 같은 범위의 설명은 1 내지 3, 1 내지 4, 1 내지 5, 2 내지 4, 2 내지 6, 3 내지 6 등과 같은 서브 범위 뿐만 아니라 그 범위 내의 개별적인 수치값, 예컨대 1, 2, 3, 4, 5 및 6을 구체적으로 개시하는 것으로 고려되어야 한다. 이것은 범위의 폭과 상관없이 적용된다.
실시예의
상세한 설명
이하, 합금 및 그 형성 방법의 바람직한 비제한적인 실시예를 설명한다.
일실시예에서, 합금은 일반식 Zr100 -X-U (Cu100 - aNia)X AlU 를 갖고, 여기서 X, U 및 a의 범위는 원자%로 37≤X≤48, 3≤U≤14 및 3≤a≤30 이다.
다른 실시예에서, 합금은 일반식 [Zr100 -X-U (Cu100 - aNia)X AlU]100-Z Yz 이며, 여기서 X, U, Z 및 a의 범위는 원자%로 37≤X≤48, 3≤U≤14, 0＜Z≤3 및 3≤a≤30이다.
원자% X의 범위는 약 37 내지 약 46, 약 37 내지 약 44, 약 37 내지 약 42, 약 37 내지 약 40, 약 38 내지 약 48, 약 40 내지 약 48, 약 42 내지 약 48 및 약 44 내지 약 48로 이루어지는 군에서 선택될 수 있다.
원자% U의 범위는 약 3 내지 약 12, 약 3 내지 약 10, 약 3 내지 약 8, 약 3 내지 약 6, 약 4 내지 약 14, 약 6 내지 약 14 및 약 8 내지 약 14로 이루어지는 군에서 선택될 수 있다.
원자% Z의 범위는 약 0 내지 약 2, 약 0 내지 약 1, 약 1 내지 약 3 및 약 2 내지 약 3으로 이루어지는 군에서 선택될 수 있다.
합금에서 구리(Cu)와 니켈(Ni)의 조합은 일반식 (Cu100-aNia)일 수 있고, 여기서, 5≤a≤15이다. 원자% a의 범위는 약 5 내지 약 14, 약 5 내지 약 12, 약 5 내지 약 10, 약 5 내지 약 8, 약 6 내지 약 14, 약 8 내지 약 14, 약 10 내지 약 14 및 약 12 내지 약 14로 이루어지는 군에서 선택될 수 있다.
이트륨의 추가가 합금의 거칠기를 감소시킬 수 있지만, 이것은 혼합물의 유리 형성 능력에 있어서의 개선에 의해 절충된다.
합금은 약 50 내지 약 100, 약 50 내지 약 90, 약 50 내지 약 80, 약 50 내지 약 70, 약 50 내지 약 60, 약 60 내지 약 100, 약 70 내지 약 100, 약 80 내지 약 100 및 약 90 내지 약 100으로 이루어지는 군에서 선택되는 양의 비정질 상을 용적%로 포함할 수 있다.
합금은 비정질 매트릭스 복합 재료나 완전 비정질 고형물일 수 있다. 전술한 바와 같이, "비정질 매트릭스 복합 재료"는 비정질 상을 적어도 50 용적% 포함하는 재료이다. "완전 비정질 고형물"은 비정질 상을 적어도 95 용적% 포함한다. 합금은 두께가 적어도 1 mm인 벌크 금속 유리이다.
합금 형성 방법은, (a)정해진 양의 Zr, Cu, Ni 및 Al을 포함하는 혼합물을 용융하여 일반식 Zr100 -X-U (Cu100 - aNia)X AlU 을 갖는 용융 혼합물을 형성하는 단계로서, 여기서 X, U 및 a의 범위는 원자%로 37≤X≤48, 3≤U≤14 및 3≤a≤30 인 단계와,
(b)상기 용융 혼합물을 냉각하여 합금을 형성하는 단계를 포함한다.
유사하게, 이트륨을 조성에 포함하는 합금을 형성하는 방법은, (a)정해진 양의 Zr, Cu, Ni, Al 및 Y를 포함하는 혼합물을 용융하여 일반식 [Zr100 -X-U (Cu100 - aNia)X AlU]100-Z Yz 을 갖는 용융 혼합물을 형성하는 단계로서, 여기서 X, U, Z 및 a의 범위는 원자%로 37≤X≤48, 3≤U≤14, 0＜Z≤3 및 3≤a≤30 인 단계와,
(b)상기 용융 혼합물을 냉각하여 합금을 형성하는 단계를 포함한다.
상기 용융 단계(a)는 (a1)상기 혼합물을 플라스마 아크를 이용하여 용융하는 단계를 포함할 수 있다.
플라즈마 아크는 아크 전극으로부터 발생될 수 있고, 플라즈마 아크로부터 발생된 열은 혼합물을 용융시켜, 그 혼합물의 성분을 균질한 용융 혼합물로 융합시킬 수 있다.
용융 단계(a)는 또한 (a2)냉각 단계(b) 전에 용융 혼합물을 몰드 내로 이송하는 단계를 포함할 수 있다. 혼합물은 몰드 내에서 용융 및 냉각될 수 있어, 양 단계를 2개의 별개의 지점에서 수행할 필요는 없다는 것을 인지할 것이다.
상기 방법들은 (c)몰드로부터 합금을 취출하는 단계를 더 포함할 수 있다.
첨부 도면은 개시된 실시예를 예시하고 있으며 개시된 실시예의 원리를 설명하는 역할을 한다. 그러나, 도면은 예시만을 위한 것이고 본 발명의 한계를 한정하기 위한 것이 아니라는 것을 이해해야 한다.
도 1은 실시예에 따른 합금을 제조하는 장치의 개략도이다.
도 2a 내지 2d는 도 1의 장치를 사용하는 합금의 제조 공정을 도시한다.
도 3은 실시예에 따른 합금으로 형성된 봉을 도시한다.
도 4는 실시예에 따른 합금의 유리 형성 구역과 복합 재료 형성 구역을 나타내는 준 3성분계(quasy-ternary) 조성 상의 다이어그램을 도시한다.
도 5a, 5b, 5c 및 5d는 일실시예에 따른 합금들의 스캐닝 화상으로서, Cu:Ni 비가 도 5a의 합금은 80:20이고, 도 5b의 합금은 85:15이며, 도 5c의 합금은 90:10이고, 도 5d의 합금은 95:5이다. 스캐닝 화상 중에 어두운 영역은 합금의 비정질 상을 나타내고, 밝은 영역은 합금의 결정질 상을 나타낸다.
도 1은 비정질 합금을 제조하는 장치의 개략도를 도시하고 있다. 상기 장치는 구리 도가니(1)를 수용하는 진공 챔버(9)와, 아크 전극(2) 및 구리 몰드(5)를 구비한다. 구리 도가니(1)는 축선(6a)을 중심으로 수동 회전될 수 있는 아암(6) 상에 장착된다.
도 2a 내지 도 2d는 도 1의 장치를 사용하는 합금의 제조 공정을 도시하고 있다. 도 2a를 참조하면, 혼합물(3)이 구리 도가니(1) 상에 배치된다. 혼합물(3)은 전술한 일반식으로 나타내는 조성으로 이루어진다. 혼합물의 성분은 와이어, 펠릿 또는 입자 덩어리의 형태인 것이 통상적이다. 합금을 제조하는 데에 사용되는 금속은 불가피한 불순물을 포함할 수 있다는 것을 유념해야 한다. 합금을 제조하는 데에 사용되는 금속은 상업적으로 얻기 때문에, 비교적 소량의 불순물을 함유할 수 있다.
도 2b를 참조하면, 혼합물은 아크 전극(2)으로부터 발생된 플라즈마 아크(7)에 노출된다. 플라즈마 아크에 의해 발생된 열은 혼합물을 용융 및 융합하여 균질한 용융 혼합물(8)을 형성한다. 냉각수 공급 장치(4; 도 1 참조)는 냉각수를 구리 도가니(1)로 순환 및 공급하여 과열을 방지한다.
도 2c를 참조하면, 아암(6)은 구리 도가니(1)가 하방으로 회전되어 용융 혼합물(8)을 구리 도가니(1) 아래에 배치된 구리 몰드(5) 내로 주입하도록 축선(6a)을 중심으로 수동 회전된다. 이어서, 플라즈마 아크(7)는 스위치가 오프된다.
도 2d를 참조하면, 용융 혼합물(3)은 구리 몰드(5) 내에서 냉각되어 합금을 형성한다. 냉각 후에, 합금은 구리 몰드로부터 취출된다.
실시예
바람직한 실시예의 비제한적인 예를 이하에서 더욱 상세히 설명한다. 상기 예는 어떠한 경우라도 본 발명의 범위를 제한하는 것으로 해석되어서는 않된다.
실시예
1
표 1은 개시된 실시예에 따라 형성된 혼합물의 조성과, 혼합물이 몰딩되는 봉의 직경(또는 두께)을 보여주고 있다.
표 1에 개시된 봉 합금은 각각 도 1 및 도 2a 내지 도 2d를 참조하여 전술한 장치 및 공정으로 제조되었다.
표 1에 나타낸 원하는 원자 비율을 달성하기 위하여 Zr(99.98 중량%), Cu(99.999 중량%), Ni(99.98 중량%) 및 Al(99.9 중량%)의 펠릿을 계량하여 각 혼합물을 마련하였다. 예컨대, 합금 1의 경우에, 1 몰의 시료는 Cu 대 Ni의 비가 90:10이기 때문에 일반식 Zr50Cu36 .45Ni4 .05Al9 .5의 조성을 갖는다. 합금 1을 제조하기 위하여, Zr(99.98 중량%), Cu(99.999 중량%), Ni(99.98 중량%) 및 Al(99.9 중량%) 금속 펠릿을 다음의 중량으로 계량하여 금속 펠릿의 혼합물을 마련하였다.
Zr: 45.612 g
Cu: 23.162 g
Ni: 2.378 g
Al: 2.563 g
도 1 및 도 2a 내지 도 2d에 대해 전술한 장치 및 방법을 사용하여 상기 혼합물을 용융 혼합물로 용융하고 합금을 형성하였다.
표 1에 나타낸 모든 합금은 합금 1에 대해 전술한 바와 동일한 방식으로 제조하였다. 합금들 중에서 Cu와 Ni의 비율은 원자비로 90%의 Cu와 10%의 Ni이었다.
표 1로부터 알 수 있는 바와 같이, 다양한 직경을 갖는 몇 개의 구리 몰드를 사용하였다. 구리 몰드는 형성된 합금이 봉의 형태가 되도록 원통형 공동을 갖는다. 사용된 구리 몰드의 공동 직경은 표 1에 나타낸 바와 같이 5 mm, 8 mm, 12 mm, 16 mm 및 20 mm이었다. 모든 구리 몰드의 공동 길이는 60 mm이었다.
도 3은 직경이 각각 12 mm, 16 mm 및 20 mm인 3개의 주물 봉(3A, 3B, 3C)을 도시하고 있다. 모든 주물 봉은 X선 회절 실험을 행하여 내부의 비정질 함량을 측정하였다. X선 회절의 결과를 이하의 방식으로 표 1에 기록하였다.
C: 비정질 매트릭스 복합 재료
A: 완전 비정질 고형물
혼합물(3)의 조성과 구리 몰드(5)의 공동 직경에 따라, 주물 봉은 각 합금에 대해 표 1에 나타낸 바와 같이 완전 비정질(A) 또는 비정질 매트릭스(C)이었다.
실험 결과로부터 실시예들에 의해 정의된 조성이 비정질 상을 갖는 합금을 제조한다는 것이 확인되었다. 보다 구체적으로, 이들 조성의 합금은 적어도 50 용적%의 비정질 상을 갖는다.
도 4는 표 1로부터 얻어진 데이터의 준 3성분계 상 다이어그램의 일부를 도시하고 있다. 좌하측 정점은 57.5 원자%의 Zr과 3.75 원자%의 Al을 나타낸다. 상측 정점은 48.75 원자%의 Cu와 Ni의 혼합물 및 47.5 원자%의 Zr을 나타낸다. 이 다이어그램에서, Cu와 Ni의 혼합물의 비율은 90 원자%의 Cu와 10 원자%의 Ni이었다. 유사하게, 좌우측 정점은 13.75 원자%의 Al 및 38.75 원자%의 Cu와 Ni의 혼합물이었다.
구리 몰드의 공동 직경은 5, 8, 12, 16 및 20 mm로 한정되었기 때문에, 이들 직경을 이용하여 주물 후에 특정한 합금 조성이 여전히 복합 재료인 최대 크기를 결정하였다. 예컨대, 조성(M)으로 된 16 mm 직경의 주물 봉은 복합 재료인 것으로 판명되었고, 동일한 조성(M)으로 된 20 mm 직경의 주물 봉은 결정질 재료인 것으로 판명되었으며, 여전히 복합 재료가 되도록 조성(M)의 주물 봉의 최대 크기는 16 mm로 결정되었다. 최대 크기는 더 커질 수 있다는 것을, 즉 16 mm보다 크지만 20 mm 미만이 될 수 있다는 것을 이해해야 한다.
도 4를 참조하면, 조성은 이하의 조성으로 되는 것을 특징으로 한다.
-5 mm의 직경을 갖는 복합 재료로서 남아 있는 합금(비어 있는 사각형으로 나타냄);
-8 mm의 직경을 갖는 복합 재료로서 남아 있는 합금(폐쇄된 원으로 나타냄);
-12 mm의 직경을 갖는 복합 재료로서 남아 있는 합금(비어 있는 원으로 나타냄);
-16 mm의 직경을 갖는 복합 재료로서 남아 있는 합금(폐쇄된 삼각형으로 나타냄);
-20 mm의 직경을 갖는 복합 재료로서 남아 있는 합금(비어 있는 삼각형으로 나타냄);
-20 mm의 직경을 갖는 비정질 고형물을 형성하는 합금(충실형 별로 나타냄).
상 다이어그램에 표시한 상기 데이터는 유리 형성 구역을 규정한다. 최상의 유리 형성 구역은 20 mm 직경의 비정질 고형물을 형성할 수 있는 복합 재료를 나타내는 충실형 별에 의해 규정된다. 복합 재료들 중 적어도 하나가 20 mm 직경의 비정질 고형물을 제조할 수 있다는 것을 이해할 것이다. 표 1로부터 알 수 있는 바와 같이, 조성은 약 50.75%의 지르코늄과, 약 40.25%의 구리 및 니켈 혼합물과, 9%의 알루미늄을 포함한다.
도 5a, 5b, 5c 및 5d는 조성이 50 원자 중량%의 Zr과, 42 원자 중량%의 구리 및 니켈 혼합물과, 8 원자 중량%의 알루미늄인 합금의 스캐닝한 현미경 사진을 각각 도시하고 있다. 도 5a의 합금의 Cu:Ni 비율은 80:20이고, 도 5b의 합금의 Cu:Ni 비율은 85:15이며, 도 5c의 합금의 Cu:Ni 비율은 90:10이고, 도 5d의 합금의 Cu:Ni 비율은 95:5이었다. 어두운 영역(10)은 비정질 상을 나타내고, 밝은 영역(20)은 결정질 상을 나타낸다. Cu:Ni 비율이 90:10과 95:5인 합금은 Cu:Ni 비율이 80:20과 85:15인 합금보다 비정질 상이 더 많다.
합금 조성과 벌크 금속 유리 조성이 발암 물질인 베릴륨을 함유하지 않는다는 것을 인지할 것이다. 따라서, 베릴륨 중독을 방지할 수 있고 후처리 비용을 저감할 수 있다.
실시예에 개시된 바와 같은 합금 조성에 대해 비정질 매트릭스 복합 재료 또는 완전 비정질 고형물을 20 mm를 초과하는 직경으로 얻을 수 있다는 것을 인지할 것이다.
VITRELOY™ 1과 같이 본 명세서에 개시된 합금과, 벌크 금속 유리를 스포츠 용품, 사치품, 전자 제품, 의료 기구 및 군수 장비를 비롯하여 수많은 용례에 광범위하게 사용할 수 있다는 것을 인지할 것이다.
전술한 개시를 읽으면 본 발명의 사상 및 범위로부터 벗어남이 없이 본 발명의 다양한 다른 수정 및 변경이 당업자에게 명백하고, 그러한 모든 수정 및 변경은 첨부된 청구범위의 범주 내에 있다는 것이 명백할 것이다.
Claims (17)
- 일반식 (Zr, Ti)100-X-U (Cu100 - aNia)X AlU 를 갖고, 여기서 X, U 및 a의 범위는 원자%로 37≤X≤48, 3≤U≤14 및 3≤a≤30 인 것인 합금.
- 제1항에 있어서, 이트륨(Y)을 더 포함하고, 상기 일반식은 [(Zr, Ti)100-X-U (Cu100-aNia)X AlU]100-Z Yz 이며, 여기서 Z의 범위는 원자%로 0＜Z≤3 인 것인 합금.
- 제1항에 있어서, 상기 X의 범위는 약 37 내지 약 46, 약 37 내지 약 44, 약 37 내지 약 42, 약 37 내지 약 40, 약 38 내지 약 48, 약 40 내지 약 48, 약 42 내지 약 48 및 약 44 내지 약 48로 이루어지는 군에서 선택되는 것인 합금.
- 제1항에 있어서, 상기 U의 범위는 약 3 내지 약 12, 약 3 내지 약 10, 약 3 내지 약 8, 약 3 내지 약 6, 약 4 내지 약 14, 약 6 내지 약 14 및 약 8 내지 약 14로 이루어지는 군에서 선택되는 것인 합금.
- 제2항에 있어서, 상기 Z의 범위는 약 0 내지 약 2, 약 0 내지 약 1, 약 1 내지 약 3 및 약 2 내지 약 3으로 이루어지는 군에서 선택되는 것인 합금.
- 제1항에 있어서, 상기 a의 범위는 약 5 내지 약 15, 약 5 내지 약 14, 약 5 내지 약 12, 약 5 내지 약 10, 약 5 내지 약 8, 약 6 내지 약 14, 약 8 내지 약 14, 약 10 내지 약 14 및 약 12 내지 약 14로 이루어지는 군에서 선택되는 것인 합금.
- 제1항에 있어서, 약 50 내지 약 100, 약 50 내지 약 90, 약 50 내지 약 80, 약 50 내지 약 70, 약 50 내지 약 60, 약 60 내지 약 100, 약 70 내지 약 100, 약 80 내지 약 100 및 약 90 내지 약 100으로 이루어지는 군에서 선택되는 양의 비정질 상을 용적%로 포함하는 것인 합금.
- 일반식 (Zr, Ti)100-X-U (Cu100 - aNia)X AlU 의 조성을 갖고, 여기서 X, U 및 a의 범위는 원자%로 37≤X≤48, 3≤U≤14 및 3≤a≤30 인 것인 벌크 금속 유리.
- 제8항에 있어서, 이트륨(Y)을 더 포함하고, 상기 일반식은 [(Zr, Ti)100-X-U (Cu100-aNia)X AlU]100-Z Yz 이며, 여기서 Z의 범위는 원자%로 0＜Z≤3 인 것인 벌크 금속 유리.
- (a)정해진 양의 Zr, Cu, Ni 및 Al을 포함하는 혼합물을 용융하여 일반식 (Zr, Ti)100-X-U (Cu100 - aNia)X AlU 에 의해 정의되는 조성을 갖는 용융 혼합물을 생성하 는 단계로서, 여기서 X, U 및 a의 범위는 원자%로 37≤X≤48, 3≤U≤14 및 3≤a≤30 인 단계와,(b)상기 용융 혼합물을 고형물로 냉각함으로써 합금을 형성하는 단계를 포함하는 합금 형성 방법.
- 제10항에 있어서, 상기 단계(a)는 (a1)상기 혼합물에 Y를 용융시켜 일반식 [(Zr, Ti)100-X-U (Cu100 - aNia)X AlU]100-Z Yz 에 의해 정의되는 조성을 갖는 용융 혼합물을 생성하는 단계로서, 여기서 Z의 범위는 원자%로 0＜Z≤3 인 단계를 더 포함하는 것인 합금 형성 방법.
- (a)정해진 양의 Zr, Cu, Ni 및 Al을 포함하는 혼합물을 용융하여 일반식 (Zr, Ti)100-X-U (Cu100 - aNia)X AlU 에 의해 정의되는 조성을 갖는 용융 혼합물을 생성하는 단계로서, 여기서 X, U 및 a의 범위는 원자%로 37≤X≤48, 3≤U≤14 및 3≤a≤30 인 단계와,(b)상기 용융 혼합물을 고형물로 냉각함으로써 벌크 금속 유리를 형성하는 단계를 포함하는 벌크 금속 유리의 제조 방법.
- 제12항에 있어서, 상기 단계(a)는 (a1)상기 혼합물에 Y를 용융시켜 일반식 [(Zr, Ti)100-X-U (Cu100 - aNia)X AlU]100-Z Yz 에 의해 정의되는 조성을 갖는 용융 혼합물을 생성하는 단계로서, 여기서 Z의 범위는 원자%로 0＜Z≤3 인 단계를 더 포함하는 것인 벌크 금속 유리의 형성 방법.
- Zr, Ti, Cu, Ni 및 Al 금속으로 이루어지는 합금으로서, 상기 금속들은 상기 합금 내에 일반식 (Zr, Ti)100-X-U (Cu100 - aNia)X AlU 에 따라 존재하고, 여기서 X, U 및 a의 범위는 원자%로 37≤X≤48, 3≤U≤14 및 3≤a≤30 인 것인 합금.
- Zr, Ti, Cu, Ni, Al 및 Y 금속으로 이루어지는 합금으로서, 상기 금속들은 상기 합금 내에 일반식 [(Zr, Ti)100-X-U (Cu100 - aNia)X AlU]100-Z Yz 에 따라 존재하고, 여기서 X, U, Z 및 a의 범위는 원자%로 37≤X≤48, 3≤U≤14, 0＜Z≤3 및 3≤a≤30 인 것인 합금.
- Zr, Ti, Cu, Ni 및 Al로 이루어지는 합금으로서, 상기 합금의 50% 이상이 비정질 상인 것인 합금.
- Zr, Ti, Cu, Ni, Al 및 Y로 이루어지는 합금으로서, 상기 합금의 50% 이상이 비정질 상인 것인 합금.
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