KR20130056337A - 다층의 셀형 금속성 유리 구조 - Google Patents

다층의 셀형 금속성 유리 구조 Download PDF

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Abstract

다층의 셀형 금속성 유리 구조 및 그의 제조 방법이 제공된다. 하나의 실시양태에서, 상기 셀형 금속성 유리 구조는 적어도 하나의 패턴을 가진 금속성 유리 시트와 적어도 하나의 추가 시트를 포함한다. 적어도 하나의 패턴을 가진 금속성 유리 시트는 함께 연결되어 일군의 시트를 형성하는 다수의 시트를 포함할 수 있고, 상기 구조는 2개의 외부 시트 사이에 샌드위치 모양으로 삽입된 일군의 시트를 포함할 수 있다. 상기 패턴을 가진 금속성 유리 시트는 금속성 유리 시트에 열가소성에 의해 2- 및/또는 3-차원 패턴을 형성함으로써 패턴형성될 수 있다. 상기 금속성 유리 셀형 구조는 돌풍 보호 응용, 에너지 흡수 응용, 구조적 지지체 응용, 생물의학적 이식 응용, 열 교환기 응용, 열 관리 응용, 전기 차폐 응용, 자기 차폐 응용 및 파편 및 방사선 차폐를 비제한적으로 포함하는 광범하게 다양한 응용에 유용하다.

Description

다층의 셀형 금속성 유리 구조{MULTILAYERED CELLULAR METALLIC GLASS STRUCTURES}
본 발명은 금속성 유리의 다층 셀형 구조에 관한 것이다.
셀형 결정성 금속 구조 및 그의 제조 방법이 알려져 있고, 충격/돌풍 완화 시스템, 열 분산 매체, 및 음향 격리 응용을 포함하는 다양한 응용에 사용되어 왔다. 이들 셀형 결정성 금속 구조는 전형적으로 알루미늄 또는 다른 금속의 시트를 포함하며, 형성되지 않은 시트들 사이에 샌드위치 모양으로 삽입되어 접착된 골진 금속 시트를 포함함으로써, 경성의 저밀도 셀형 금속 구조를 생성한다. 부여된 동역학적 에너지를 흡수하는 셀형 구조의 능력은 그 고체 물질의 비강도(specific strength), 즉 항복 강도를 밀도로 나눈 값에 직접 의존한다. 따라서, 낮은 비강도의 고체로 만들어진 셀형 구조, 예컨대 골진 금속 시트에 사용되는 것들은 다량의 부여된 동역학적 에너지를 흡수하지 못한다. 뿐만 아니라, 이들 구조에서 골진 금속 시트를 제조하는 데 사용되는 물질은 제한된 고체-상태 성형성(solid-state formability)을 나타내어, 골진 시트가 생성되기 어렵게 한다.
본 발명은 돌풍 보호, 충격 완화, 에너지 흡수, 구조적 지지, 생물의학적 이식, 열 교환기, 열 관리, 전기 차폐, 자기 차폐, 및 항공우주 및 외계 공간 응용을 위한 파편 및 방사선 차폐와 같은 광범하게 다양한 응용을 위해 사용될 수 있는 금속성 유리의 다층 셀형 구조에 관한 것이다. 금속성 유리는 종래의 결정성 금속에 필적할 만한 밀도를 나타내지만 훨씬 더 우수한 항복 강도를 갖는다. 결과적으로, 금속성 유리는 셀형 응용에 사용될 경우 비강도 및 에너지 흡수에서 비할 데 없는 개선을 제공한다. 또한, 결정성 금속과 달리, 금속성 유리는 유리 전이 온도를 초과하여 가열될 경우 우수한 성형성을 나타내며 결정화에 앞서 실온까지 식힐 때 그들의 기계적 성질을 유지한다. 본 발명의 실시양태에 따르면, 평면의 비정질 금속을 극히 낮은 밀도, 높은 강도 및 가소성에 의해 변형가능한, 셀형 구조물을 위한 셀형 코어로 가공한다. 금속성 유리의 우수한 미세-복제 능력으로 인하여, 스냅 조립품을 가능하게 하는 돌출부와 같은, 긴밀한 내구성을 요구하는 구조가 쉽게 형성될 수 있다. 뿐만 아니라, 금속성 유리 리본의 미세-형성을 수행하여, 높은 인성 및 연성을 나타내지만 탄성의 버클링에는 내성이 있는 미세-코어를 갖는 셀형 구조를 제작할 수 있다.
본 발명의 상기 및 기타 특성 및 장점은 첨부된 도면과 함께 고려될 경우 이하의 상세한 설명을 참고하여 더 잘 이해될 것이며, 여기에서:
도 1은 본 발명의 하나의 실시양태에 따르는 금속성 유리 시트의 패턴형성 방법을 나타내는 개략도이고;
도 2는 본 발명의 하나의 실시양태에 따르는 금속성 유리 시트의 신장 방법을 나타내는 개략도이며;
도 3은 본 발명의 하나의 실시양태에 따르는 금속성 유리 시트를 골지게 하는 방법을 나타내는 개략도이고;
도 4는 본 발명의 하나의 실시양태에 따르는 금속성 유리 시트의 조립품을 나타내는 개략도이며;
도 5는 Co69Fe4Ni1Mo2B12Si12 리본의 사진이고, 끼워 넣어진 사진은 실온에서 널링 툴(knurling tool)에 의해 생성된 리본의 가소성 변형을 나타내며;
도 6은 본 발명의 하나의 실시양태에 따라 열가소성 골형성 후 Co69Fe4Ni1Mo2B12Si12 리본의 사진이고, 끼워 넣어진 골진 리본을 포함하는 셀형 금속성 유리 구조를 나타내며;
도 7a는 본 발명의 하나의 실시양태에 따르는 금속성 유리 시트의 사시도이고;
도 7b는 본 발명의 또 다른 실시양태에 따르는 금속성 유리 시트의 사시도이며;
도 8은 본 발명의 하나의 실시양태에 따르는 금속성 유리 셀형 구조의 사시도이고;
도 9a는 본 발명의 또 다른 실시양태에 따르는 금속성 유리 셀형 구조의 개략도이고;
도 9b는 본 발명의 또 다른 실시양태에 따르는 금속성 유리 셀형 구조의 사시도이며;
도 10a는 본 발명의 하나의 실시양태에 따르는 금속성 유리 코어의 사시도이고;
도 10b는 본 발명의 또 다른 실시양태에 따르는 금속성 유리 코어의 사시도이며;
도 11a 내지 11c는 본 발명의 또 다른 실시양태에 따르는 금속성 유리 셀형 구조의 사시도이다.
본 발명은 셀형 금속성 유리 구조 및 그 구조의 제조 방법에 관한 것이다. 하나의 실시양태에서, 금속성 유리 구조는 적어도 제1 및 제2 시트를 포함하며, 여기에서 제1 및 제2 시트 중 적어도 하나는 금속성 유리 시트이다. 예를 들어, 하나의 실시양태에 따르면, 구조는 2개의 외부 시트 사이에 샌드위치 모양으로 삽입된 적어도 하나의 금속성 유리 시트를 포함한다. 또 다른 실시양태에서는, 적어도 하나의 금속성 유리 시트가 2개의 외부 시트 사이에 샌드위치 모양으로 삽입될 수 있고, 그 구조는 또한 적어도 하나의 중간 시트를 포함할 수 있다. 내균열성 및 버클링-내성의 셀형 코어를 형성하기 위해 적절하게 구성된, 예를 들어 골지거나 형태화된 적어도 하나의 금속성 유리 시트를 사용하는 것은 밀도가 낮고, 강도는 높으며, 양호한 가소성 변형성을 갖는 구조를 제공하는데, 그 모두는 높은 에너지 흡수 능력을 초래한다. 이들 성질들은 결정성 금속 시트의 유사하게 구성된 구조와 차별된다.
당업자에게 잘 알려진 바와 같이, 셀형 구조는 단위 셀의 연부 또는 면을 형성하도록 배열된 고체 플레이트 또는 시트의 조립품 또는 그물구조이다. (예를 들어, 그 개시가 본원에 참고로 포함되는 문헌 [L. J. Gibson, and M. F. Ashby, Cellular Solids : Structure and Properties, 2nd Ed. 1997: Cambridge University Press, Cambridge, UK, p. 1-2] 또는 [H. N. G. Wadley, "Multifunctional Periodic Cellular Metals," Philosophical Transactions of the Royal Society A, Vol. 206, pp. 31-68 (2006)] 참조.) 본 발명은, 본 발명의 목적을 위해, 각각의 셀이 시트의 두께보다 넓고 시트의 폭만큼 넓은 면을 갖는, 복수의 단위 셀을 포함하는 격자를 형성하도록 배열된 금속성 유리 시트의 조립품으로 정의되는 셀형 구조에 관한 것이다. 예시적인 셀형 코어(여기에서 셀형 코어는 셀형 구조의 단위 셀임)를 도 10에 나타내며, 예시적인 격자 구조는 도 11에 나타낸다.
하나의 실시양태에서, 금속성 유리 시트는 금속성 유리 코어로 형성될 수 있고, 이는 유리면-내 하중을 받는 셀형 코어(도 10a) 또는 면-외부 하중을 받는 셀형 코어(도 10b)일 수 있다. 금속성 유리 코어는 상기 코어가 동역학적으로 하중을 받을 경우 부서지기 쉬운 균열 또는 탄성의 버클링에 의해서보다는 가소성 항복에 의해 파괴되는 것을 보장함으로써, 수득되는 구조의 에너지 흡수 능력을 극대화하도록 고안될 수 있다. 코어의 부서지기 쉬운 균열을 방지하기 위해, 금속성 유리 시트의 두께는 재료의 "가소성 영역 두께(plastic zone thickness)"보다 작아야 한다. "가소성 영역 두께"는 그 두께보다 작을 경우 재료가 균열 형성을 견디는 두께이고, 균열 인성의 제곱을 재료의 항복 강도로 나눈 값에 비례한다. 더욱 구체적으로, 그러한 실시양태를 위해, 가소성 영역 반경(r p )이 다음 수학식으로 정의된다:
Figure pct00001
식 중, KIc는 금속성 유리 고체의 방식 I 균열 인성이고, σy는 금속성 유리 고체의 가소성 항복 강도이다. 금속성 유리 플레이트의 두께가 "가소성 영역 두께"(rp)보다 크다면, 플레이트는 굽힘 또는 충격에 의해 σy가 도달되는 경우 괴멸적으로 균열될 것이다.
금속성 유리의 경우 가소성 영역 두께는 부서지기 쉬운 것으로부터 인성의 합금에 이르기까지, 전형적으로 수 마이크로미터부터 수백 마이크로미터까지 변한다. (몇 가지 금속성 유리의 경우 "가소성 영역 두께" 값이 문헌[M.F. Ashby and A.L. Greer, "Metallic Glasses as Structural Materials," Scripta Materialia, Vol. 54, pp. 321-326 (2006)]에 나열되어 있으며, 그 전체 내용이 본원에 참고로 포함된다.) 예를 들어, 비정질 Zr41 .2Ti13 .8Ni10Cu12 .5Be22 .5는 rp ~ 0.3 mm를 나타내는데, σy = 1800 MPa 및 KIc = 55 MPa.m1/2에 해당한다. 비교하면, 304 스테인리스 스틸은 σy = 500 MPa 및 KIc = 150 MPa.m1/2를 나타내고, 이는 rp ~30 mm을 초래하며, 즉 금속성 유리의 것보다 2 자릿수만큼 더 크다. 따라서, 304 스테인리스 스틸로 제조된 1-mm 두께의 플레이트는 굽힘 또는 충격 시 균열에 대하여 매우 높은 내성을 나타낼 것이다. 그러므로, 그들의 매우 높은 강도에도 불구하고, 금속성 유리는 스틸과 같은 종래의 재료에 비하여 내균열성의 면에서 상당한 단점을 갖는다. 그럼에도 불구하고, 부품, 예를 들어 시트의 단면 두께가 rp보다 작을 경우, 균열을 견딜 수 있다. 금속성 유리 시트의 부서지기 쉬운 균열에 대한 내성을 보장하기 위해, 시트 두께는 금속성 유리의 "가소성 영역 두께"를 넘지 않아야 한다. 그러므로, 시트의 두께는 시트 형성을 위해 선택된 금속성 유리에 의존할 것이다.
고려될 수 있는 또 다른 구조상의 파라미터는 코어 자체의 기하학적 형태이다. 하나의 실시양태에서, 예를 들어, 코어는 특징적인 "코어 종횡비"(이는 하중의 방향에서 코어 높이를 시트 두께로 나눈 값으로 어림될 수 있음)가 바람직하게는 코어 버클링이 가능해지는 임계 값을 넘지 않도록 보장함으로써 탄성의 버클링을 방지하도록 구성될 수 있다. 임계의 "코어 종횡비"는 재료의 탄성 변형 한계뿐만 아니라 코어 디자인의 기하학적 형태에 의해 결정된다. 금속성 한계의 탄성 변형 한계는 약 0.02로, 대부분의 결정성 금속의 것보다 훨씬 큰 값이다. 그러므로, 더 높은 탄성 변형 한계로 인하여, 금속성 유리 코어는 탄성 버클링을 방지하기 위해 같은 디자인의 기하학적 형태로 된 결정성 금속 코어보다 일반적으로 낮은 종횡비를 가져야 한다.
다양한 코어 디자인의 기하학적 형태가 코어 버클링에 대한 기준을 결정하는 방식은 문헌[H. N. G. Wadley, N.A. Fleck, and A.G. Evans, "Fabrication and Structural Performance of Periodic Cellular Metal Sandwich Structures," Composite Science and Technology, Vol. 63, pp. 2331-2343 (2003)]에 논의되며, 그 전체 내용이 본원에 참고로 포함된다. 코어가 탄성의 버클링을 견딜 수 있도록 보장하려면, "코어 종횡비"는 코어 버클링과 관련된 임계 값을 넘지 않아야 한다. 그러므로, 시트의 "코어 종횡비"는 선택된 코어 디자인의 기하학적 형태 및 적용된 하중의 방향에 의존할 것이다. 따라서, 작은 두께를 갖는 시트가 선택될 경우, 코어 버클링과 관련된 임계 값 아래의 "코어 종횡비"를 유지하기 위해 셀형 코어 역시 작은 높이를 가지고 제작되는 것이 바람직하다. 그러한 하나의 경우는 현미경적 "가소성 영역 두께"로 특징되는 부서지기 쉬운 금속성 유리가 선택되는 경우에 일어날 수 있다. 그러한 경우, 부서지기 쉬운 균열을 방지하기 위해 현미경적 시트 두께가 요구되며, 따라서, 탄성 버클링을 방지하기 위해 현미경적 코어 높이가 요구된다. 그러한 경우, 마이크로-시트의 마이크로-골형성이 내-균열성 및 버클링-내성 마이크로-코어를 제작하는 데 도움이 될 수 있다.
셀형 구조의 기하학적 형태가 균열 및 버클링의 양자를 피하기 위한 상기 언급된 기준에 부합한다면, 상기 구조는 가소성 항복에 의해 파괴될 것으로 예상될 것이다. 가소성 붕괴 하의 파괴 응력은 상기 구조가 버클링 또는 균열에 의해 파괴될 때 나타났을 파괴 응력보다 높을 것이다.
상기 구조의 금속성 유리 시트는 임의의 적합한 금속성 유리 합금으로 제조될 수 있다. 적합한 금속성 유리 합금의 비제한적인 예는 Fe-기반 합금, Co-기반 합금, Mg-기반 합금, Al-기반 합금, Zr-기반 합금, Au-기반 합금, Pt-기반 합금, Ni-기반 합금, Cu-기재, Ti-기재, Pd-기반 합금 및 희토류-기반 합금을 포함한다. 특히, 적합한 Fe-기반 합금의 하나의 비제한적 예는 Fe80C8P12이고, 적합한 Co-기반 합금의 하나의 비제한적 예는 Co69Fe4Ni1Mo2B12Si12이며, 적합한 Mg-기반 합금의 하나의 비제한적 예는 Mg65Gd10Cu25이고, 적합한 Al-기반 합금의 하나의 비제한적 예는 Al85Ni6Fe3Gd6이며, 적합한 Zr-기반 합금의 하나의 비제한적 예는 Zr57Nb5Cu15Ni13Al10이고, 적합한 Au-기반 합금의 하나의 비제한적 예는 Au49Ag5.5Pd2.3Cu26.9Si16.3이며, 적합한 Pt-기반 합금의 하나의 비제한적 예는 Pt57.5Ni5.3Cu14.7P22.5이고, 적합한 Ni-기반 합금의 하나의 비제한적 예는 Ni60Nb35Sn5이며, 적합한 Pd-기반 합금의 하나의 비제한적 예는 Pd77 .5Cu6Si7 .5이고, 적합한 희토류-기반 합금의 하나의 비제한적 예는 La55Al25Ni20이다.
적어도 하나의 골진 금속성 유리 시트와 더불어, 본 발명의 실시양태에 따르는 구조는 또한 적어도 하나의 추가 시트, 예컨대 외부 시트 또는 중간 시트를 포함한다. 이 추가 시트의 재료는 임의의 적합한 재료일 수 있다. 이 시트에 적합한 재료의 비제한적 예는 중합체, 에폭시, 유리, 목재, 세라믹, 금속(예컨대 고강도 시트 금속), 금속성 유리(예컨대 전술한 것들) 및 이들의 복합재를 포함한다. 뿐만 아니라, 하나의 실시양태에서, 추가의 시트는 금속성 유리 시트와 같은 재료로 제조될 수도 있다. 하나를 초과하는 추가의 시트를 포함하는 실시양태에서, 추가의 시트는 같은 재료로 제조되거나 다른 재료로 제조될 수 있다.
상기 구조의 적어도 하나의 금속성 유리 시트는 바람직하게는 또한 재료의 "가소성 영역 두께" 미만의 두께를 가져야 하고, 패턴형성되어 2D 및/또는 3D 격자 구성을 생성한다. 위에 나타낸 바와 같이, 시트는 코어 버클링과 관련된 임계값 아래의 "코어 종횡비"를 갖는 셀형 코어로 형성될 수 있다. 하나의 실시양태에서, 예를 들어, 금속성 유리 시트(12)는 도 7a에 나타낸 바와 같이 시트 내에 슬릿 또는 작은 구멍(13)과 같은 2D 구조를 포함한다. 금속성 유리 시트 내의 절단된 슬릿 또는 구멍으로 나타냈지만, 상기 2D 패턴은 임의의 적합한 패턴일 수 있다. 예를 들어, 도 5에 나타낸 것과 같이, 시트 내 슬릿 또는 구멍 대신, 2D 패턴은 시트의 표면 내의 각인일 수 있다. 도 5는 널링 툴로부터 실온에서 가소성 변형된 금속성 유리 시트를 나타낸다.
또 하나의 예시적 실시양태에서, 금속성 유리 시트(12)는 3D 패턴, 예컨대 도 6에 나타난 것과 같은 골진 패턴(15)을 포함한다. 3D 패턴을 일반적으로 사인곡선의 패턴으로 나타내지만, 임의의 적합한 3D 패턴이 사용될 수 있다. 예를 들어, 일반적으로 사인곡선의 모양 외에, 3D 패턴은 지그-재그 또는 유사한 모양일 수 있다.
또 다른 실시양태에서, 금속성 유리 시트(12)는 2D 및 3D 구조의 양자를 포함한다. 예를 들어, 시트는 도 7b에 나타낸 바와 같이 슬릿 또는 구멍(13) 및 골진 패턴(15)을 모두 포함할 수 있다.
적어도 하나의 추가 시트도 패턴형성되어 시트 내에 2D 및/또는 3D 구조를 생성할 수 있다. 금속성 유리 시트에 대하여 전술한 2D 및 3D 패턴이 적어도 하나의 추가 시트에 대해서도 유용하다.
본 발명의 하나의 실시양태에 따르면, 도 8에 나타난 바와 같이, 금속성 유리 구조(10)는 2개의 외부 시트(14) 사이에 샌드위치 모양으로 삽입된 적어도 하나의 패턴이 있는 금속성 유리 시트(12)를 포함한다. 하나의 실시양태에서, 도 9a에 나타난 바와 같이, 적어도 하나의 금속성 유리 시트가 서로의 위에 적층되거나 달리 조합되어 일군의 금속성 유리 시트(12a)를 형성하는 적어도 2개의 금속성 유리 시트(12)를 포함한다. 일군의 금속성 유리 시트(12a)는 2개의 외부 시트(14) 사이에 샌드위치 모양으로 삽입되어, 도 9a에 나타낸 것과 같은 금속성 유리 구조(10a)를 완성한다. 별법으로, 금속성 유리 시트(12a)의 군들은 하나 이상의 중간 시트(16)에 의해 분리되어 도 9b에 나타낸 것과 같은 다층의 금속성 유리 구조(10b)를 형성할 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시양태에서, 금속성 유리 구조의 제조 방법은 평면의 금속성 유리 시트를 열가소성 형성에 도움이 되는 온도로 가열함으로써 패턴이 있는 금속성 유리 시트를 먼저 제조하는 것을 포함한다. 상기 온도는 평면의 금속성 유리 시트를 구성하는 재료의 유리 전이 온도(Tg)와 결정화 온도(Tx) 사이의 임의 온도일 수 있다. 그 후, 시트에 원하는 2D 및/또는 3D 패턴을 생성하기 위해 적절한 압력을 가한다. 하나의 실시양태에서, 압력은 약 1 내지 약 10,000 MPa의 범위일 수 있다. 패턴을 형성한 후, 금속성 유리 시트를 결정화에 앞서 식힌다.
도 1 내지 3은 본 발명의 실시양태에 따르는 패턴을 가진 금속성 유리 시트를 제조하는 예시적인 방법을 나타낸다. 도 1에서 보는 바와 같이, 레이저와 같은 절단 도구(170)로 시트에 슬릿(130)을 만듦으로써 평면의 금속성 유리 시트(120)에 2D 패턴을 먼저 형성하여, 2-차원의 패턴을 가진 금속성 유리 시트(120a)를 형성한다. 상기 2-차원의 패턴을 가진 금속성 유리 시트(120a)를 그 후, 레이저와 같은 적합한 도구를 이용하여 사이즈에 맞게 자른다. 다음, 도 2에 나타낸 것과 같이, 2-차원의 패턴을 가진 시트(120a)를 열가소성 성형에 도움이 되는 온도로 가열하고, 원하는 길이로 신장시키거나 달리 팽창시킨다. 시트에 적용된 2D 패턴에 따라, 신장 또는 팽창은 개방 셀의 시스템, 폐쇄된 셀의 시스템, 또는 2D 패턴에 따라 표면 질감을 갖는 각인된 표면을 만들 수 있다. 다음, 2-차원의 패턴을 가진 금속성 유리 시트(120a)를 열가소성 형성에 도움이 되는 온도로 가열하고 3-차원 패턴형성하여 도 3에 나타낸 것과 같이 3-차원의 패턴을 가진 금속성 유리 시트(120b)를 형성한다.
금속성 유리 시트는 임의의 적합한 수단에 의해 3-차원 패턴형성된 것일 수 있다. 그러한 적합한 수단의 비제한적인 예는 블로우 성형, 사출 성형, 외피 성형, 초가소성 형성, 고온 단조(hot forging), 폭발적 충격 형성, 신장, 굽힘 및 접기(folding)를 포함한다.
하나의 예시적 실시양태에서는, 도 3에 나타낸 것과 같이, 금속성 유리 시트를 2개의 롤러 드럼(200a 및 200b) 사이로 통과시켜 3차원으로 패턴형성한다. 롤러 드럼(200a 및 200b)은 일반적으로 원통형이고, 각각 그 길이 및 원주 상에 톱니(210a 및 210b)를 갖는다. 제1 롤러 드럼(200a)의 톱니(210a)는 제2 롤러 드럼(200b)의 톱니(210b)와 맞물린다. 2-차원의 패턴을 가진 금속성 유리 시트(120a)를 제1 롤러 드럼(200a)의 톱니(210a)와 제2 롤러 드럼(200b)의 톱니(210b) 사이로 통과시킨다. 롤러 드럼(200a 및 200b)의 톱니(210a 및 210b) 사이를 통과시키면, 상기 2-차원의 패턴을 가진 금속성 유리 시트(120a)는 롤러 드럼(200a 및 200b)의 톱니(210a 및 210b)에 의해 시트(120a) 위에 가해진 압력에 의해 3-차원으로 패턴형성된다. 상기 방법은 2-차원 및 3-차원의 패턴을 모두 가진 시트와 관련해서 기재되고 예시되었지만, 상기 방법은 2-차원의 패턴만을 갖거나 3-차원의 패턴만을 갖는 시트를 만들도록 수정될 수 있음이 이해된다. 예를 들어, 2-차원의 패턴만을 갖는 시트를 만들기 위해서는 시트를 가열하는 제2 단계 및 상기 시트를 롤러 드럼 사이로 통과시키는 단계가 생략될 수 있다. 또한, 3-차원의 패턴만을 갖는 시트를 만들기 위해서는 시트에서 슬릿을 절단하고 시트를 팽창시키는 단계들이 생략될 수 있다.
롤러 드럼(200a 및 200b)의 톱니(210a 및 210b)는 임의의 적합한 모양을 가질 수 있다. 예를 들어, 도 3에 나타낸 것과 같이, 톱니는 대체로 사다리꼴의 봉우리와 골짜기를 포함하는 3-차원 패턴을 갖는 시트를 형성하도록 대체로 사다리꼴 모양일 수 있다. 별법으로, 상기 톱니는 대체로 원형 또는 반원형, 대체로 난형 또는 반-난형, 대체로 정사각형, 대체로 직사각형, 또는 대체로 삼각형의 모양일 수 있다. 그러나 상기 톱니는 그 모양들에 한정되지 않으며, 시트에 원하는 3D 패턴을 만들기 적합한 임의의 모양을 가질 수 있다.
도 3에 나타낸 본 발명의 하나의 실시양태에서, 3-차원의 패턴을 가진 금속성 유리 시트는 스냅 핏 체결구(snap fit fastener) 또는 위치자 정합 핀(locator registration pin)으로 작용하는 작은 돌출부(220)를 포함한다. 금속성 유리 시트의 한 면으로부터 볼 때, 상기 돌출부(220)는 실제로 시트의 표면으로부터 외부로 뻗어있는 돌출부이다. 그러나, 시트의 반대 면으로부터 볼 때, 상기 돌출부(220)는 시트의 표면 내의 만입부이다. 상기 돌출부(220)는 금속성 유리 시트들을 서로에게 신속하고 튼튼하게 부착하여, 금속성 유리 구조의 구성에 사용하기 위한 금속성 유리 시트의 군들을 형성할 수 있게 한다. 금속성 유리 시트에 이들 돌출부(220)를 형성하기 위해, 롤러 드럼(200a)은 톱니(210a) 사이의 공간에 돌출부(230a)를 포함하고, 상기 톱니(210a)는 돌출부(230b)를 포함한다. 또한, 상기 롤러 드럼(200b)은 톱니(210b) 사이의 공간에 만입부(240a)를 포함하고, 상기 톱니(210b)는 만입부(240b)를 포함한다. 롤러 드럼(200a 및 200b)을 굴리면, 롤러 드럼(200a) 위의 돌출부(230a)는 롤러 드럼(200b)의 톱니(210b) 위의 만입부(240b)와 맞물리고, 톱니(210a) 위의 돌출부(230b)는 롤러 드럼(200b) 위의 만입부(240a)와 맞물린다. 금속성 시트가 롤러 드럼(200a 및 200b)을 통과할 때, 돌출부(230a 및 230b)는 금속성 유리 시트의 일부를 만입부(240b 및 240a) 내로 밀어넣음으로써, 상기 금속성 유리 시트의 봉우리와 골짜기에서 작은 돌출부(220)를 형성한다.
2D 및/또는 3D 패턴을 갖는 금속성 유리 시트는 열가소성에 의해 골형성된 Co69Fe4Ni1Mo2B12Si12 리본을 나타내는 도 6에서 보는 바와 같이, 초냉각된 액체 상태에서 열가소성에 의해 형성될 수 있다. 그러한 리본은 98%의 다공도에 해당하는 약 0.17 g/cc의 셀 밀도를 갖는 셀형 구조(도 6에 끼워 넣기로 나타냄)를 제조하도록 사용될 수 있다.
금속성 유리 구조는 임의의 적합한 방식으로 조립될 수 있다. 위에 나타낸 바와 같이, 그 구조들은 2개의 외부 시트들 사이에 샌드위치 모양으로 삽입된 하나 이상의 패턴을 가진 금속성 유리 시트를 포함할 수 있거나, 중간 층에 의해 분리되고 두 외부 시트들 사이에 샌드위치 모양으로 삽입된, 패턴을 가진 금속성 유리 시트의 군들을 포함할 수 있다. 1개를 초과하는 패턴을 가진 금속성 유리 시트를 포함하는 실시양태에서, 시트들은 적층되거나 임의의 적합한 수단에 의해 달리 연결되거나 조합될 수 있다. 그러한 적합한 수단의 비제한적인 예는 용접, 스팟 용접, 레이저 용접, 전자 빔 용접, 납땜, 접착제의 사용, 스냅 핏의 사용, 확산 접착, 일시적 용융, 초냉각된 액체 영역에서의 열가소성 접착, 및 중간에 있는 낮은 유리-전이 온도 합금을 통한 접착을 포함한다.
금속성 유리 시트가 스냅 핏 돌출부를 포함하는 실시양태에서(도 3에 나타낸), 금속성 유리 시트는 스냅 핏 돌출부(220)를 통해 연결될 수 있다. 도 4는 돌출부(220)를 포함하는 금속성 유리 시트를 연결하는 하나의 방법을 보여준다. 나타낸 바와 같이, 각각의 금속성 유리 시트는 봉우리 위에 돌출부(220a), 및 골짜기 위에 돌출부(220b)를 포함한다. 두 시트를 연결할 때, 상단 시트의 봉우리 위에 있는 돌출부(220a)는 바닥 시트의 골짜기 위에 있는 돌출부(220b)와 정렬된다. 돌출부(220b)는 돌출부(220a)의 만입부 안으로 스냅 피팅되어 상단 및 바닥 시트를 연결시킨다. 이러한 방식으로 임의의 수의 금속성 유리 시트가 연결되어, 도 4에 나타낸 것과 같은 금속성 유리 시트의 군들을 형성할 수 있다.
원하는 수의 패턴을 갖는 금속성 유리 시트들을 연결한 후, 패턴을 가진 금속성 유리 시트의 수득되는 군들은 2개의 외부 시트들 사이에 샌드위치 모양으로 삽입될 수 있거나, 중간 시트에 의해 분리되어 다층의 구조를 형성한 다음 2개의 외부 시트들 사이에 샌드위치 모양으로 삽입될 수 있다. 패턴을 가진 금속성 유리 시트는 외부 시트 또는 중간 시트와 임의의 적합한 수단에 의해 연결될 수 있다. 그러한 적합한 수단의 비제한적인 예는 용접, 스팟 용접, 레이저 용접, 전자 빔 용접, 납땜, 접착제의 사용, 스냅 핏의 사용, 확산 접착, 일시적 용융, 초냉각된 액체 영역에서의 열가소성 접착, 및 중간에 있는 낮은 유리-전이 온도 합금을 통한 접착을 포함한다.
스냅 핏 돌출부를 포함하는 패턴을 가진 금속성 유리 시트를 사용하는 금속성 유리 구조를 제조하기 위해, 일군의 금속성 유리 시트에서 최상단의 금속성 유리 시트는 봉우리 위에 돌출부(220a)가 생략될 수 있다. 시트들은 하부 시트에 대한 접착을 용이하게 하도록 골짜기에 돌출부(220b)를 여전히 포함하지만, 봉우리 위의 돌출부(220a)는 구조의 외부 시트에 대한 최상단 시트의 연결을 개선하기 위해 생략될 수 있다. 골짜기 위의 돌출부(220b)를 갖지만 봉우리 위의 돌출부를 배제한 최상단의 패턴을 가진 금속성 유리 시트를 제작하기 위해, 롤러 드럼(200a 및 200b)은 그에 따라 개조될 수 있다. 예를 들어 롤러 드럼(200a)은 톱니(210a) 사이 공간에 돌출부(230a)를 포함하지만, 톱니(210a)는 어떠한 돌출부도 포함하지 않는다. 또한, 롤러 드럼(200b)은 톱니(210b) 사이 공간에 만입부를 포함하지 않지만, 톱니(210b)는 만입부(240b)를 포함한다. 롤러 드럼(200a 및 200b)를 굴리면, 롤러 드럼(200a) 위의 돌출부(230a)는 롤러 드럼(200b)의 톱니(210b) 위의 만입부(240b)와 맞물린다. 금속성 시트가 롤러 드럼(200a 및 200b)을 통과할 때, 돌출부(230a)는 금속성 유리 시트의 일부를 만입부(240b) 내로 밀어넣음으로써, 금속성 유리 시트의 골짜기에서만 작은 돌출부(220)를 형성한다.
본 발명에 따르는 다층의 셀형 금속성 유리 구조는 임의의 적합한 응용에 사용될 수 있다. 그러한 적합한 응용의 비제한적인 예는 소비자 전자 장치 케이싱 및 프레임, 돌풍 보호 응용, 에너지 흡수 응용, 구조적 지지체 응용, 생물의학적 이식 응용, 열 교환기 응용, 열 관리 응용, 전기 차폐 응용, 자기 차폐 응용 및 항공우주 및 외계 공간 응용을 위한 파편 및 방사선 차폐를 포함한다.
예시적 실시양태
하나의 예시적 실시양태에서, 다층의 셀형 금속성 유리 구조는 소비자 전자 장치를 위한 프레임 및 케이싱에 관한 것이다. 그들의 매우 높은 강도 및 낮은 탄성률로 인하여, 금속성 유리는 양호한 내부식성과 함께 매우 강한 내긁힘성 및 탄성을 가지며, 그 결과 소비자 전자 장치의 프레임을 위해 매력적인 재료로 생각된다. 예를 들어, 비정질 Zr41 .2Ti13 .8Ni10Cu12 .5Be22 .5는 1800 MPa의 항복 강도를 나타내는데, 이는 304 스테인리스 스틸의 거의 4배이다. 그러한 높은 강도는 사실상 전자 장치 프레임 응용을 위해 더할 나위 없이 적절한 것으로 생각된다. 그러나 이러한 매력적인 성질에도 불구하고, 금속성 유리는 일반적으로 흠에 대한 극도의 민감성과 함께 낮은 균열 인성을 나타내고, 결과적으로, 금속성 유리 프레임은 종종 굽힘 또는 충격 시 부서지기 쉬운 균열의 경향이 있다.
구체적으로, 금속성 유리 플레이트의 두께가 rp보다 크다면, 플레이트는 굽힘 또는 충격에 의해 σy가 도달되는 경우 괴멸적으로 균열될 것이다. 금속성 유리의 경우 rp는 부서지기 쉬운 것으로부터 인성의 합금에 이르기까지, 전형적으로 수 마이크로미터부터 수백 마이크로미터까지 변한다. 예를 들어, 비정질 Zr41.2Ti13.8Ni10Cu12.5Be22.5는 rp ~ 0.3 mm를 나타내는데, σy = 1800 MPa 및 KIc = 55 MPa.m1/2에 해당한다. 비교하면, 304 스테인리스 스틸은 σy = 500 MPa 및 KIc = 150 MPa.m1/2를 나타내고, 이는 rp ~30 mm을 초래하며, 즉 금속성 유리의 것보다 2 자릿수만큼 더 크다. 따라서, 304 스테인리스 스틸로 제조된 1-mm 두께의 플레이트는 굽힘 또는 충격 시 균열에 대하여 매우 높은 내성을 나타낼 것이다. 그러므로, 그들의 매우 높은 강도에도 불구하고, 금속성 유리는 스틸과 같은 종래의 재료에 비하여 내균열성의 면에서 상당한 단점을 갖는다. 이러한 단점은 이들이 균열을 견딜 수 있도록 rp보다 작은 두께를 갖는 플레이트를 제작함으로써 잠재적으로 극복될 수 있을 것이다. 그러나 초박형 금속성 유리 플레이트를 제작하는 것은, 점성의 금속성 유리 액체를 긴 얇은 채널에서 성형하기 위한 압력 요건이 극도로 높을 수 있기 때문에, 상당한 공정상의 도전에 직면했다.
소비자 전자 장치 케이싱의 실시양태에서, 도 11a 내지 11c에 나타낸 것들과 같은 셀형 구조물(1000)(그 개시가 본원에 참고로 포함되는 문헌 [H. N. G. Wadley, "Multifunctional Periodic Cellular Metals," Philosophical Transactions of the Royal Society A, Vol. 206, pp. 31-68 (2006)] 참조)이 적어도 부분적으로 금속성 유리로부터 제작되어 소비자 전자 장치용 프레임으로 사용되도록 제안되었으며, 단, 상기 구조는 실질적으로 강도를 손상시키지 않고 적절한 인성을 제공하도록 고안되었다. 구체적으로, 전술한 바와 같이, 상기 구조는 2개의 편평한 시트들(1014) 사이에 격자(1012) 구성으로 패턴형성되고/거나 배열된 하나 이상의 금속성 유리 시트(1010)로 이루어진다. 본 실시양태에서, 적어도 상기 격자 층은 금속성 유리로 형성되고, 특히 중요한 것은, 상기 금속성 유리 시트가 수학식 1에 의해 결정된 금속성 유리의 "가소성 영역 두께"(rp)보다 작은 두께로 고안되며, 상기 격자는 금속성 유리 고체의 적어도 50%인 가소성 붕괴 강도를 나타내도록 고안되어 있다는 것이다.
예시적 실시양태에서는, 비정질 Zr41 .2Ti13 .8Ni10Cu12 .5Be22 .5(σy = 1800 MPa)로 만들어진 육각형 격자를 갖는 벌집형 패널(도 11a에 개략적으로 나타낸)을 고려한다. 패널은 h = 0.6 mm의 높이를 가지며 그 지주는 t = 0.15 mm의 두께를 갖는다. 구조 전체에서 금속성 유리의 두께는 rp 미만이므로, 상기 구조는 충격 또는 굽힘 시 적절하게 균열을 견디며 따라서 가소성 항복에 의해 파괴될 것으로 예상될 수 있다.
그러한 가소성 항복 파괴 하에, 면-외로 하중을 받는 육각 벌집형 격자를 갖는 예시적 셀형 구조의 가소성 붕괴 응력 σ는 다음과 같이 계산될 수 있다(예를 들어, 그 개시가 본원에 참고로 포함되는 문헌 [L. J. Gibson, and M. F., Cellular Solids : Structure and Properties, 2nd Ed. 1997: Cambridge University Press, Cambridge, UK, pp. 155-157] 참조):
Figure pct00002
식 중, σy는 재료의 가소성 항복 강도이고, t는 시트의 두께이며, l은 셀 면의 폭이다. t = 0.15 mm, l = 0.6 mm 및 σy = 1,800 MPa를 치환하면, σ = 1,000 MPa가 수득된다. 그러므로, 상기 구조는 굽힘 또는 충격에 의한 균열을 견딜 수 있으면서도, 금속성 유리 가소성 항복 강도의 50%를 초과하는 (그리고 304 스테인리스 스틸의 강도의 2배인) 가소성 붕괴 강도를 나타낼 것이다.
흥미롭게도, 셀형 패널은 또한 같은 두께의 모노리식 플레이트보다 훨씬 낮은 밀도를 가질 것이며, 이는 소비자 전자 장치 응용에 매우 바람직하다. 육각 벌집형 격자를 갖는 예시적 셀형 구조의 경우 구조의 밀도 ρ 대 모노리식 고체의 밀도 ρs의 비는 다음과 같이 계산될 수 있다(그 개시가 본원에 참고로 포함되는 문헌 [L. J. Gibson, and M. F. Ashby, Cellular Solids : Structure and Properties, 2nd Ed. 1997: Cambridge University Press, Cambridge, UK, p. 42] 참조):
Figure pct00003
t = 0.15 mm, l = 0.6 mm를 치환하면, ρ/ρs
Figure pct00004
0.3이 수득되는데, 즉, 상기 구조물의 셀형 패널은 같은 두께의 모노리식 플레이트보다 70% 덜 조밀할 것이다.
예시적 격자의 붕괴 강도는 금속성 유리 항복 강도의 56%이지만, 밀도는 금속성 유리 밀도의 30%에 불과하므로, 격자의 비강도는(여기에서 비강도는 강도를 밀도로 나눈 값으로 정의됨) 금속성 유리의 비강도보다 85% 클 것이다.
임의의 격자 구조의 가소성 붕괴 강도(σ)는 더욱 일반적으로는 σ = Aσy(t/l)n으로 표현될 수 있고, 여기에서 σy는 금속성 유리의 가소성 항복 강도이고, t는 시트의 두께이며, l은 셀 면의 폭이고, A는 4 내지 7, 더욱 바람직하게는 약 6이며, n은 1 내지 3, 더욱 바람직하게는 약 2이다.
또한, 임의의 격자의 밀도(ρ)는 더욱 일반적으로는 ρ = Bρs(t/l)로 표현될 수 있고, 여기에서 ρs는 금속성 유리의 밀도이고, t는 시트의 두께이며, l은 셀 면의 폭이고, B는 1 내지 3, 바람직하게는 약 2이다.
더욱이, 전술한 바와 같이, t = 0.15 mm, h = 0.6 mm를 갖는 육각형 금속성 유리 벌집형 패널을 제작하는 것은 t = 0.15 mm를 갖는 모노리식 금속성 유리 플레이트를 제작하는 것보다 상당히 더 쉬울 것이다. 이는 상기 패널은 긴 0.15-mm 금속성 유리 플레이트를 성형하는 것과 대조적으로, 0.6 mm 금속성 유리 플레이트를 패턴형성함으로써 제작될 수 있기 때문이다. 구체적으로, 금속성 유리 플레이트를 유리 전이 온도보다 높게, 초냉각된 액체 영역이 되도록 가열하고, 예컨대 기립 육각형의 금형 격자를 복제(또는 미세-복제)하기 위해 그 금형 격자에 대하여 압축할 수 있다. 금속성 유리 플레이트를 가열하는 방법은 로 가열(furnace heating), 유도 가열(예, RF 코일을 이용), 또는 옴 가열(예를 들어, 그 개시가 본원에 참고로 포함되는 미국 특허 출원 제2009/0236017에서와 같은 축전기를 사용하여)을 비제한적으로 포함한다. 금형 격자를 위한 재료는 구리, 청동, 알루미늄, 스틸, 규소, 기계가공 가능한 세라믹, 사파이어를 비제한적으로 포함한다.
가능한 격자 구조물의 예를 도 11a 내지 11c에 나타낸다. 몇 가지 실시양태를 나타내지만, 예를 들어 벌집형, 프리즘형, 트러스, 직물 및 발포체 구조를 포함하는 임의의 적합한 셀형 구조가 본 발명과 함께 사용될 수 있음이 이해되어야 한다.
다시, 이들 셀형 구조는 예를 들어 다음을 포함하는 임의의 적합한 전자 장치 프레임 또는 케이싱에 도입될 수 있다:
Figure pct00005
적어도 하나의 인클로저를 정의하는 벽을 갖는 본체(여기에서 상기 인클로저는 적어도 하나의 전자 부품을 적어도 부분적으로 담도록 고안됨)를 포함하는 케이싱 또는 프레임;
적어도 하나의 구멍을 더 포함하는 프레임;
Figure pct00007
적어도 하나의 전자 부품에 접근을 허용하도록 고안된 구멍을 갖는 프레임;
Figure pct00008
적어도 2개의 개별 부분을 포함하는 프레임;
Figure pct00009
개별 부분들이 고정적으로 또는 이동가능하게 부착되어 있는 프레임;
Figure pct00010
개별 부분들이 접착제, 나사 및 스냅-커넥터로 이루어진 군에서 선택된 하나의 커넥터로 함께 연결되어 있는 프레임;
Figure pct00011
TiN, SiC 및 다이아몬드로 이루어진 군에서 선택된 고도로-경화된 재료로 더 피복된 적어도 일부를 갖는 프레임;
Figure pct00012
양극화된 적어도 일부를 갖는 프레임;
Figure pct00013
양극화되어 무지개 색상을 제공하는 적어도 일부를 갖는 프레임;
Figure pct00014
휴대 전화, PDA, 휴대용 컴퓨터 및 디지털 카메라로 이루어진 군에서 선택된 장치를 위한 케이스 형태의 프레임;
Figure pct00015
전자 부품에 적어도 부분적인 전자 간섭 보호를 제공하는 프레임.
특정의 예시적 실시양태를 참고하여 본 발명을 예시 및 설명하였지만, 당업자는 이하의 청구항으로 정의된 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않고 기재된 실시양태에 다양한 수정 및 변화가 가해질 수 있음을 이해한다.

Claims (29)

  1. 셀형 구조체로서,
    적어도 하나의 셀을 포함하는 격자를 형성하도록 구성된 적어도 하나의 금속성 유리 시트; 및
    상기 격자의 적어도 하나의 수평 면 위에 배치된 적어도 부분적으로 편평한 적어도 하나의 시트
    를 포함하고,
    상기 적어도 하나의 금속성 유리 격자는 금속성 유리의 가소성 영역 반경(plastic zone radius)보다 작은 두께를 갖는 셀형 구조체.
  2. 제1항에 있어서,
    적어도 부분적으로 편평한 적어도 2개의 시트를 포함하고, 상기 적어도 하나의 금속성 유리 격자는 상기 적어도 2개의 시트 사이에 배치되어 있는 셀형 구조체.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 적어도 부분적으로 편평한 적어도 하나의 시트는 금속성 유리를 포함하는 셀형 구조체.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 적어도 부분적으로 편평한 적어도 하나의 시트는 상기 금속성 유리의 가소성 영역 반경보다 작은 두께를 갖는 셀형 구조체.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 격자의 기하학적 형태는, 상기 격자의 가소성 붕괴 강도(plastic collapse strength)가 상기 금속성 유리의 가소성 항복 강도(plastic yield strength)의 적어도 50%가 되도록 구성되는 셀형 구조체.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 격자의 기하학적 형태는, 상기 격자의 밀도가 상기 금속성 유리의 밀도의 50% 미만이 되도록 구성되는 셀형 구조체.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 격자의 기하학적 형태는, 상기 격자의 비강도(specific strength)가 상기 금속성 유리의 비강도보다 크도록 구성되는 셀형 구조체.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 금속성 유리의 가소성 영역 반경(rp)은 수학식: rp = KIc 2/πσy 2에 의해 결정되고, 여기서 KIc는 상기 금속성 유리의 방식 I 균열 인성(mode I fracture toughness)이고, σy는 상기 금속성 유리의 가소성 항복 강도인 셀형 구조체.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 격자의 가소성 붕괴 강도(σ)는 수학식: σ = Aσy(t/l)n에 의해 결정되고, 여기서 σy는 상기 금속성 유리의 가소성 항복 강도이고, t는 상기 시트의 두께이며, l은 셀 면의 폭이고, A는 4 내지 7이며, n은 1 내지 3인 셀형 구조체.
  10. 제9항에 있어서,
    A가 약 6이고 n이 약 2인 셀형 구조체.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 격자의 밀도(ρ)는 수학식: ρ = Bρs(t/l)에 의해 결정되고, 여기서 ρs는 상기 금속성 유리의 밀도이고, t는 상기 시트의 두께이며, l은 셀 면의 폭이고, B는 1 내지 3인 셀형 구조체.
  12. 제11항에 있어서,
    B가 약 2인 셀형 구조체.
  13. 제1항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 금속성 유리 격자는 Fe-기반 합금, Co-기반 합금, Mg-기반 합금, Al-기반 합금, Zr-기반 합금, Ti-기반 합금, Au-기반 합금, Pt-기반 합금, Ni-기반 합금, Pd-기반 합금 및 희토류-기반 합금으로 이루어진 군에서 선택된 재료를 포함하는 셀형 구조체.
  14. 제1항에 있어서,
    상기 적어도 부분적으로 편평한 적어도 하나의 시트는 중합체, 에폭시, 유리, 목재, 세라믹, 금속, 금속성 유리 및 이들의 복합재로 이루어진 군에서 선택된 재료를 포함하는 셀형 구조체.
  15. 제1항에 있어서,
    상기 적어도 부분적으로 편평한 적어도 하나의 시트는 상기 격자와 동일한 금속성 유리를 포함하는 셀형 구조체.
  16. 제1항에 있어서,
    상기 격자는 벌집형, 프리즘형, 육각형, 정사각형, 삼각형, 다이아몬드 및 누브트러스(nuvtrusses)로 이루어진 군에서 선택된 기하학적 형태를 갖는 셀형 구조체.
  17. 셀형의 전자 장치 케이싱 또는 프레임으로서,
    적어도 하나의 인클로저를 정의하는 벽을 갖는 본체 - 상기 인클로저는 적어도 하나의 전자 부품을 적어도 부분적으로 케이싱하도록 설계됨 -
    를 포함하고;
    상기 본체의 적어도 일부는 적어도 하나의 셀을 포함하는 격자를 형성하도록 구성된 적어도 하나의 금속성 유리 시트, 및 상기 격자의 적어도 하나의 수평 면 위에 배치된 적어도 부분적으로 편평한 적어도 하나의 시트로부터 형성되며;
    상기 적어도 하나의 금속성 유리 격자는 금속성 유리의 가소성 영역 반경보다 작은 두께를 갖는, 셀형의 전자 장치 케이싱 또는 프레임.
  18. 제17항에 있어서,
    적어도 부분적으로 편평한 적어도 2개의 시트를 포함하고, 상기 적어도 하나의 금속성 유리 격자는 상기 적어도 2개의 고체 시트들 사이에 배치되어 있는, 셀형의 전자 장치 케이싱.
  19. 제17항에 있어서,
    상기 적어도 부분적으로 편평한 적어도 하나의 시트는 금속성 유리로 형성되어 있는, 셀형의 전자 장치 케이싱.
  20. 제19항에 있어서,
    상기 적어도 부분적으로 편평한 적어도 하나의 시트는 상기 금속성 유리의 가소성 영역 반경보다 작은 두께를 갖는, 셀형의 전자 장치 케이싱.
  21. 제17항에 있어서,
    상기 격자의 기하학적 형태는, 상기 격자의 가소성 붕괴 강도가 상기 금속성 유리의 가소성 항복 강도의 적어도 50%가 되도록 구성되는, 셀형의 전자 장치 케이싱.
  22. 제17항에 있어서,
    상기 격자의 기하학적 형태는, 상기 격자의 밀도가 상기 금속성 유리의 밀도의 50%보다 작도록 구성되는, 셀형의 전자 장치 케이싱.
  23. 제17항에 있어서,
    상기 격자의 기하학적 형태는, 상기 격자의 비강도가 상기 금속성 유리의 비강도보다 크도록 구성되는, 셀형의 전자 장치 케이싱.
  24. 제17항에 있어서,
    상기 격자는 벌집형, 프리즘형, 육각형, 정사각형, 삼각형, 다이아몬드 및 누브트러스로 이루어진 군에서 선택된 기하학적 형태를 갖는, 셀형의 전자 장치 케이싱.
  25. 제17항에 있어서,
    상기 본체는 적어도 하나의 구멍을 갖는, 셀형의 전자 장치 케이싱.
  26. 제25항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 구멍은 적어도 하나의 전자 부품에 대한 접근을 허용하도록 구성되는, 셀형의 전자 장치 케이싱.
  27. 제17항에 있어서,
    상기 본체는 고정적으로 또는 이동가능하게 상호연결된 적어도 2개의 분리된 부분을 포함하는, 셀형의 전자 장치 케이싱.
  28. 제17항에 있어서,
    상기 본체는 휴대 전화, PDA, 휴대용 컴퓨터 및 디지털 카메라로 이루어진 군에서 선택된 전자 장치를 위한 케이싱을 형성하는, 셀형의 전자 장치 케이싱.
  29. 제16항에 있어서,
    상기 케이싱은 상기 전자 부품에 대하여 적어도 부분적인 전자 간섭 보호를 제공하는, 셀형의 전자 장치 케이싱.
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