TWI590884B - Metal glass manufacturing method and apparatus thereof - Google Patents

Description

金屬玻璃之製造方法及其裝置

本發明係關於一種金屬玻璃之製造方法及其裝置，特別係指利用加壓射出成型將熔融金屬製成金屬玻璃纖維，再將金屬玻璃纖維加工編織成布，再疊層成形，可製成各種尺寸之金屬玻璃，以供各種產業利用。

一般的金屬是由晶體所組合而成的，晶體的結構可以使金屬具有延展性不易斷裂，而非晶質合金的結構是不規則的、沒有結晶的，或是說在原子尺度下是無序的，就像塑膠或玻璃一樣；玻璃的形成是當任何物質由液體冷卻成為固體而沒有結晶，大部份的金屬在冷卻時都會結晶，但如果結晶不出現，原子便會隨機排列，成為金屬玻璃（metallic glass），因此，非晶質合金（即為金屬玻璃）通常就像玻璃般易碎。

目前生產的金屬玻璃是較薄和較細的，因為金屬冷卻時很快便會結晶，所以必須在結晶前要非常快速的冷卻成固體，又必須讓金屬玻璃可保持固體而不會在高溫下結晶，所以在目前已知的製造技術下，金屬玻璃無法製成大面積與大直徑的，故無法提供大尺寸（大型）的金屬玻璃（非晶質合金）供產業利用，而如何生產出具有高硬度、高強度、具軔性、具延展性等之特質，且係為大尺寸的金屬玻璃，乃是目前有待解決的重要問題之一。

本發明係利用加壓射出成型將熔融金屬先製成金屬玻璃纖維，再將金屬玻璃纖維加以編織成布，再疊層成形，可有效改善習知金屬玻璃無法製成較大尺寸所存在之缺點。

本發明之目的係在提供一種金屬玻璃之製造方法及其裝置，可製成各種尺寸之金屬玻璃，尤其是大面積、大尺寸的金屬玻璃，以供各種產業利用。

本發明金屬玻璃纖維之製造方法及其裝置，其製造方法如下：選取所欲製成金屬玻璃之材料成分，將該金屬材料或合金材料予以熔融，再將熔融後的金屬熔液置入於鍋爐中，於鍋爐中加壓，由鍋爐底部之射出口將金屬熔液向外射出成絲，由射出口射出成絲的金屬熔液藉由冷卻槽內之冷卻液快速流動，可將成絲的金屬熔液予以快速的向外直線拉出，並藉由冷卻液予以極速冷卻形成細絲狀之金屬玻璃纖維，該金屬玻璃纖維並沉入冷卻槽之底部，再利用數條金屬玻璃纖維編織成大面積的布，再將數片布予以相互疊層成形，如此，即可製成各種尺寸之金屬玻璃。

本發明金屬玻璃之製造方法，其中，冷卻液之流速係大於金屬熔液射出之速度。

本發明金屬玻璃纖維之製造方法及其裝置，其中，該裝置係設有鍋爐及冷卻槽，該鍋爐之底部設有射出口，該鍋爐之底部係置入於該冷卻槽中，該冷卻槽中注入有冷卻液，該冷卻液是快速流動的，如此，即為本發明製造金屬玻璃纖維之裝置。

本發明具有下列之優點：
1.本發明之製造方法及其裝置，可製成各種尺寸之金屬玻璃，尤其是大尺寸之金屬玻璃，以供各種產業利用。
2.本發明之製造方法及其裝置，其製程簡單，可降低製造成本。
3.本發明可製成具有高硬度、高強度、具軔性、具延展性、具磁性、抗耐磨性及高耐蝕性等特質之金屬玻璃。

1．．．鍋爐

10．．．射出口

2．．．冷卻槽

20．．．冷卻液

3．．．金屬熔液

30．．．金屬玻璃纖維

第一圖所示係為本發明實施例利用射出成型製成金屬玻璃纖維之示意圖。
第二圖所示係為本發明實施例製造方法之流程方塊圖。

本發明之實施例，請參閱第一圖所示，其裝置主要係設有一鍋爐1及一冷卻槽2，其中，該鍋爐1之底部設有射出口10，該鍋爐1之底部係置入於該冷卻槽2中，該冷卻槽2中注入有冷卻液20，該冷卻液20是快速流動的，如此，即為本發明製造金屬玻璃纖維之裝置。

本發明之實施例，請參閱第二圖所示，其製造方法如下：選取所欲製成金屬玻璃之材料成分，例如：Ti基、Mg基、Cu基、Fe基…等金屬材料或合金材料，將該金屬材料或合金材料予以熔融，再將熔融後的金屬熔液3置入於鍋爐1中（如第一圖所示），於鍋爐1中加壓，由鍋爐1底部之射出口10將金屬熔液3向外射出成絲，由射出口10射出成絲的金屬熔液3藉由冷卻槽2內之冷卻液20快速流動（冷卻液之流速係大於金屬熔液射出之速度），可將成絲的金屬熔液3予以快速的向外直線拉出，藉由冷卻液20之流速大於射出速度，可防止射出成絲狀的金屬熔液3捲曲彎折，並藉由冷卻液20予以極速冷卻形成細絲狀之金屬玻璃纖維30，該金屬玻璃纖維30並沉入冷卻槽2之底部，再利用數條金屬玻璃纖維30編織成大面積的布，再將數片布予以相互疊層成形，如此，即可製成各種形狀、各種塊狀之金屬玻璃，尤其是大面積、大尺寸的金屬玻璃，可供各種產業利用。

本發明將金屬玻璃製成極細之纖維狀，可確實將成絲狀之金屬熔液3在未結晶前即快速的冷卻，製成金屬玻璃纖維30，該金屬玻璃纖維30則具有柔軟性及軔性，再將金屬玻璃纖維30以紡織編織成布，再將數層布予以疊置成所須之尺寸，即可製成各種尺寸之金屬玻璃，不會有尺寸的限制，且製造方法簡單，可降低製造成本，且所製成之金屬玻璃具有高硬度、高強度、具軔性、具延展性、具磁性、抗耐磨性及高耐蝕性等特質，可廣泛應用於3C產品、太空器材、醫療器材及運動器材等各種產業之利用。

綜上所述，本發明確實已達到所預期之使用目的與功效，且更較習知者為之理想、實用，惟，上述實施例僅係針對本發明之較佳實施例進行具體說明而已，該實施例並非用以限定本發明之申請專利範圍，舉凡其它未脫離本發明所揭示之技術手段下所完成之均等變化與修飾，均應包含於本發明所涵蓋之申請專利範圍中。

(無)

Claims (2)

1. 一種金屬玻璃纖維之製造方法，係包括：A.準備一裝置係設有鍋爐及冷卻槽，該鍋爐之底部設有射出口，該鍋爐之底部係置入於該冷卻槽中，該冷卻槽中注入有冷卻液，該冷卻液呈快速流動；B.選取所欲製成金屬玻璃之材料成分，將該金屬材料或合金材料予以熔融，再將熔融後的金屬熔液置入於該鍋爐中，於鍋爐中加壓，由鍋爐底部之射出口將金屬熔液射入該冷卻槽中成絲，由射出口射出成絲的金屬熔液藉由冷卻槽內之冷卻液快速流動，將成絲的金屬熔液予以快速的向外直線拉出，並藉由冷卻液予以極速冷卻形成細絲狀之金屬玻璃纖維，該金屬玻璃纖維並沈入冷卻槽之底部，再利用數條金屬玻璃纖維編織成大面積的布，再將數片布予以相互疊層成形，由是製成各種尺寸的金屬玻璃。
2. 如申請專利範圍第1項所述金屬玻璃纖維之製造方法，其中，該冷卻液之流速係大於金屬熔液射出之速度。