本發(fā)明涉及一種用于由至少部分地非晶態(tài)的金屬合金制造構件的方法。
本發(fā)明還涉及一種由具有非晶相的金屬合金構成的構件且涉及這種構件的應用。
背景技術：
非晶態(tài)金屬及其合金已公知數十年。薄帶及其制造例如在專利DE 35 24 018A1中有所記載，其中，在承載體上通過淬火冷卻由熔融相產生薄的金屬化玻璃。例如在專利EP 2 430205B1中也記載了一種由非晶態(tài)合金構成的復合物，為了制造這種復合物需要102K/s的冷卻速率。在此不利的是，采用這種公知的方法只能構造出橫截面為幾毫米的薄層或很緊湊的構件。
因而問題在于，制造出形狀復雜的具有非晶態(tài)結構的大構件。對于體積大的復雜構件和半成品來說，所需要的冷卻速率在技術上無法實現。由WO 2008/039134A1已知一種由非晶態(tài)金屬粉末制造較大構件的方法。為此，按照3D打印的方式逐層地構造該構件，其中，這些層的部分區(qū)域用電子射束來熔化。
在此不利的是，該方法只能很繁瑣且高成本地實施。此外，采用這種方法制造的構件無法實現物理特性的充分的均勻性。通過對粉末的局部熔化和再冷卻，會出現選擇性超過結晶溫度，而且，如果熔融物的冷卻速率太小，就會出現合金的結晶化。確切地說，通過熱量輸入使得靠近表面的粉末局部地熔化，然后再冷卻，這會導致在較深處的已經非晶態(tài)地固化的層中出現逐點地超過結晶溫度，并造成合金的結晶化。由此使得構件中的結晶相產生并非所需的量和不均勻的分布。
技術實現要素：
因此，本發(fā)明的目的在于克服現有技術的缺點。特別是要研發(fā)出一種能簡單地且成本低廉地實現的方法，采用這種方法能由具有非晶態(tài)部分的金屬合金制造構件，其可以具有0.1cm3以上、優(yōu)選為1cm3以上的體積，且可以產生各種不同的而且復雜的形狀。所制造的構件還要在物理特性和非晶相的分布方面具有盡可能高的均勻性。本發(fā)明的目的還在于提供這種構件。此外，這種方法要能簡單地實施，并提供可良好地再現的結果。所制造的構件要使得非晶態(tài)金屬相具有盡可能高的比例。也希望所制造的構件盡可能緊湊且只有少量孔眼。另一目的可以是，以盡可能大量的各種不同的具有非晶相的合金來實施這種方法。此外有利的是，該方法能利用盡可能簡單的且在實驗室中通?，F有的設備和工具來實施。
本發(fā)明的目的通過一種用于由至少部分地非晶態(tài)的金屬合金制造構件的方法得以實現，該方法包括如下步驟：
A)提供由至少部分地非晶態(tài)的金屬合金構成的粉末，其中，該粉末由球狀粉末顆粒構成，這些粉末顆粒的直徑小于125μm；
B)把粉末加壓成待制造的構件的所需的形狀；
C)通過在加壓期間或加壓之后，在金屬合金的非晶相的轉變溫度與結晶溫度之間的溫度下，對粉末進行熱處理，而壓實并燒結粉末，其中，熱處理的時長被選擇為使得該構件通過熱處理被燒結，且具有至少85％的非晶態(tài)含量。
優(yōu)選地，熱處理的時長被選擇為使得該時長至少要讓粉末在熱處理之后被燒結，并且該時長至多讓構件在熱處理后仍具有至少85％的非晶態(tài)含量。
優(yōu)選地，該粉末由如下粉末顆粒構成，這些粉末顆粒100％地具有小于125μm的直徑。這種顆粒大小或顆粒大小分布往往也用D100＝125μm來表示。
在物理學和化學中，非晶態(tài)材料是已知的，是指如下物質：這種物質的原子并不形成有序的結構，而是形成一種不規(guī)則的圖案，并且只有短程有序性，而沒有長程有序性。與非晶態(tài)相反，規(guī)則結構的材料稱為晶態(tài)。
在本發(fā)明的意義下，球狀顆粒不必是在幾何形狀上完美的球，而也可以不同于球形。優(yōu)選的球狀粉末顆粒具有圓的至少近似球形的形狀，且其最長橫截面與最短橫截面的比例至多為2:1。因而在本發(fā)明的意義下，球形的幾何形狀并非意指嚴格幾何學上的或數學上的球。橫截面在此表示在粉末顆粒內部延伸的極值尺寸。特別優(yōu)選的球狀粉末顆粒的最長橫截面與最短橫截面的比例至多為1.5:1，或者更特別優(yōu)選地為球形。根據本發(fā)明，這里的直徑表示粉末顆粒的最大的橫截面。
粉末顆粒的球形形狀具有如下優(yōu)點：
球形顆粒形成能流動的粉末，這特別是有助于利用粉末槽和刮板逐層地進行加工；
可以達到粉末的高堆密度；
粉末顆粒具有近似彎曲的表面，該表面在熱處理時在相同的條件(溫度和時間，或相同的熱能輸入)下軟化，—或者至少在近似相同的條件下軟化。這樣一來，這些粉末顆粒特別良好地，且在短暫的時段內或者在預先已知的時間點或者在預先已知的時間間隔內，與相鄰的粉末顆粒結合或者燒結。高堆密度的另一優(yōu)點是，在燒結時構件的收縮率小。這樣就能實現精確成形。
根據本發(fā)明的一種優(yōu)選的實施例，特別是當構件密度為完全非晶態(tài)的金屬合金的理論密度的至少97％時，就可以將該構件視為已燒結。
在本發(fā)明的范疇內，“燒結”是指如下過程：在該過程中，粉末顆粒在表面處軟化并相互結合，且在冷卻之后保持結合。這樣便由粉末產生黏著體或黏著構件。
非晶相的轉變溫度往往稱為玻璃化轉變溫度或轉變點或玻璃化轉變點，這里要明確的是，它們是轉變溫度的同義詞。
優(yōu)選地，粉末的成型方式為，在一個模子或工具中填充粉末，然后在該模子或工具中加壓所述粉末，或者用工具加壓。
根據本發(fā)明，要盡快地加熱直至達到轉變溫度并冷卻，因為即使在低于轉變溫度的溫度情況下也不可避免地在存在的晶種上發(fā)生結晶，但粉末顆粒尚未實現軟化(此將導致粉末燒結)。根據本發(fā)明，粉末顆粒會實現塑性變形，這種變形導致粉末壓實，進而加速粉末燒結。溫度超過所需的設定溫度或最終溫度的程度在此要盡可能小。
粉末的粉末顆粒大小或粉末的粉末顆粒大小分布可以通過制造過程并通過對原始粉末的篩分來達到。因此，根據本發(fā)明提供的粉末在其被提供給或者應用于本發(fā)明的方法之前通過對原始粉末的篩分來產生。這是因為，原始粉末在制造過程之后就已經具有所需的特性。另外，通過篩分還可以保證能使形狀明顯不同于球形的那些粉末顆粒的數量減少或者減到最少，這種粉末顆粒通過多種粉末顆粒的燒結而產生(所謂的衛(wèi)星化現象)且包含在原始粉末中。
作為所述方法的優(yōu)選實施例，通過本發(fā)明還提出，熱處理在真空下進行，其中，優(yōu)選在至少10-3mbar的真空下通過熱處理來壓實粉末。
由此使得粉末表面能以并不劇烈的程度與周圍氣體發(fā)生反應。因為金屬氧化物和其它反應產物作為結晶相的成核劑，對所制造的構件中的非晶相的純度有不利影響。
出于相同的原因，根據本發(fā)明可以附加地或者也可以替代地規(guī)定，熱處理在保護性氣體下進行，特別是在惰性氣體(例如氬氣)下進行，惰性氣體的純度優(yōu)選至少為99.99％，特別優(yōu)選至少為99.999％。在該實施方式中可以優(yōu)選地規(guī)定，在一種氣氛中進行加壓和熱處理，或者只進行熱處理，由于多次抽真空并用惰性氣體(特別是氬氣)沖洗，該氣氛在很大程度上已沒有殘留氣體。
根據本發(fā)明也可以替代地規(guī)定，熱處理在還原性氣體下進行，特別是在合成氣體下進行，以便干擾性金屬氧化物的量保持盡可能地少。
用于減少構件中的金屬氧化物量的另一措施可以通過在對粉末進行熱處理時和/或在制造粉末時使用氧氣吸除劑來實現。
根據本發(fā)明還可以規(guī)定，通過熱等靜壓或熱壓來壓實粉末。
壓力處理和熱處理的組合使構件更緊湊。此外，通過粉末顆粒的塑性變形，改善了粉末顆粒相互間的結合，并加速了燒結，從而可以選擇熱處理的較短的時長，并降低構件中的結晶相的比例。
根據本發(fā)明的一種改進，還可以規(guī)定，熱處理的時長被選擇為使得構件具有至少90％的、優(yōu)選多于95％的、特別優(yōu)選多于98％的非晶態(tài)含量。
構件中的非晶相比例越高，就越接近完全由非晶相構成的構件所需的物理特性。
本發(fā)明的優(yōu)選實施例也可以規(guī)定，使用由非晶態(tài)的金屬合金或者包含至少50％(重量)的鋯的至少部分地非晶態(tài)的金屬合金構成的粉末。
含有鋯的非晶態(tài)的金屬合金特別好地適合于實施本發(fā)明的方法，因為對于很多這種合金而言，在轉變溫度與結晶溫度之間都存在明顯的差異，因而便于實施該方法。
本發(fā)明的更特別優(yōu)選的實施例可以規(guī)定，提供由非晶態(tài)的金屬合金或者由至少部分地非晶態(tài)的金屬合金構成的粉末，該金屬合金包含：
a)58～77％(重量)的鋯；
b)0～3％(重量)的鉿；
c)20～30％(重量)的銅；
d)2～6％(重量)的鋁；
e)1～3％(重量)的鈮。
在這里，補足100％(重量)的余量為鋯。合金中可以含有通常的雜質。這些含有鋯的非晶態(tài)的金屬合金更特別好地適合于實施本發(fā)明的方法。
此外可以規(guī)定，球形非晶態(tài)金屬合金粉末通過熔融霧化來制得，優(yōu)選在惰性氣體(特別是氬氣)中通過熔融霧化來制得，特別優(yōu)選在純度為99.99％、99.999％或更高的惰性氣體中通過熔融霧化來制得。在本發(fā)明的范疇內，如果金屬合金具有至少85％(體積)的非晶相含量，則也可以稱之為非晶態(tài)的金屬合金。
當然，粉末的制造是在提供粉末之前進行。通過熔融霧化，可以采用簡單的且成本低廉的方式制得具有球形形狀的粉末顆粒。在熔融霧化時使用惰性氣體，特別是氬氣或高純度的氬氣，使得粉末中含有盡可能少的干擾性雜質，比如金屬氧化物。
根據本發(fā)明的一種改進，也可以規(guī)定，粉末具有不到1％(重量)的直徑小于5μm的顆粒，或者粉末經過篩分或者經過風選處理，使得其具有不到1％(重量)的直徑小于5μm的顆粒。
根據本發(fā)明，優(yōu)選通過風選把直徑小于5μm的粉末顆粒去除，或者更精確地，通過風選減少直徑小于5μm的粉末顆粒的百分比。
由于直徑小于5μm的粉末顆粒的百分比較小，限制了粉末的對于氧化敏感的或者對于粉末顆粒與周圍氣體的其它干擾性化學反應敏感的表面積(所有粉末顆粒的表面積總和)。此外，通過對粉末的粒度大小的限制，確保了粉末顆粒的軟化在類似的條件(在溫度和時間或能量輸入方面)下發(fā)生，因為此時粉末顆粒的表面曲率和體積是類似的，由此可以通過加壓來實現緊湊地填充粉末。小比例的細粉末顆粒(小于5μm)不會產生不利效果，因為這種粉末顆粒能進入到較大顆粒之間的空隙，因而提高了未燒結的粉末的密度。然而太多的細粉末顆粒就會不利地影響粉末的流動性，因而最好將這種粉末顆粒去除。細(小)粉末顆粒傾向于與較大的顆粒附聚。
通過本發(fā)明的方法的一種優(yōu)選的改進提出，對粉末的熱處理在轉變溫度和最高溫度之間的溫度(T)下進行，其中，最高溫度以金屬合金的非晶相的轉變溫度(TT)和結晶溫度(TK)之間溫度差的30％高于轉變溫度(TT)，其中，優(yōu)選最高溫度以金屬合金的非晶相的轉變溫度(TT)和結晶溫度(TK)之間溫度差的20％或10％高于轉變溫度(TT)。
如果熱處理在接近或者高于轉變溫度的情況下進行，結晶相的形成和增長就會較少，進而使得構件中的非晶相的純度(非晶相的比例)較高。用公式來表示的話，對粉末進行熱處理時所在的溫度T相對于金屬合金的非晶相的轉變溫度TT和結晶溫度TK要滿足如下條件：
TT<T<TT+(30/100)*(TK-TT)，或者，
優(yōu)選TT<T<TT+(20/100)*(TK-TT)，或者，
特別優(yōu)選TT<T<TT+(10/100)*(TK-TT)。
采用先前數學公式中給出的進行熱處理的溫度范圍，將在構件中較少地形成結晶相的情況下實現燒結。
根據本發(fā)明的方法的一種特別有利的實施例規(guī)定，熱處理的時長根據待制造的構件的幾何形狀、特別是厚度來選擇，優(yōu)選根據待制造的構件的最大相關直徑來選擇。
對待制造的構件的幾何形狀或厚度做出如下考慮：成型的粉末或待成型的構件中的熱傳導要足以將構件內部的粉末或者將構件內部加熱至轉變溫度或加熱至高于轉變溫度，從而即使在構件內部也對粉末進行燒結。
構件的最大相關直徑可以在幾何學上通過最大的球來確定，該球能在幾何學上置于構件內部。在確定最大相關直徑時，可以忽略主體中的溝道或裂隙，它們不會或者很少(例如占總和的不到5％)有助于通過周圍氣體和/或另一熱源的熱量輸入。
優(yōu)選地可以規(guī)定，熱處理的時長處于從構件的厚度或壁厚或者待制造的構件的最大相關直徑的每毫米耗時3秒到待制造的構件的厚度或最大相關直徑的每毫米耗時900秒的時間范圍內，優(yōu)選地，熱處理的時長處于從構件的厚度或壁厚或者待制造的構件的最大相關直徑的每毫米耗時5秒到待制造的構件的厚度或最大相關直徑的每毫米耗時600秒的時間范圍內。
通過考慮構件的形狀、厚度或壁厚和/或構件的最大相關直徑，熱處理的時長被選擇為使得對粉末進行充分的燒結，但同時，構件中結晶相的形成保持得盡可能地少，或者理想地最少。對于某些構件和一些應用來說，只有構件的邊緣區(qū)域完全燒結，而構件內部尚無燒結的粉末，這樣就已經可以足夠了。但優(yōu)選構件完全地(內部也)燒結。
本發(fā)明的目的還通過一種由加壓的、燒結的、球形的、非晶態(tài)的金屬合金粉末構成的構件得以實現，其中，該構件具有至少85％的非晶態(tài)含量。
在此可以規(guī)定，該構件采用本發(fā)明的方法制得。本發(fā)明的這種方法在前面介紹過。
本發(fā)明的目的還通過這種構件作為齒輪、摩擦輪、耐磨構件、殼體、鐘表外殼、傳動機構的部件、或半成品的應用來實現。
本發(fā)明基于如下令人意想不到的構思：通過使用大小合適的球形粉末顆粒，且通過在合適的溫度下的適當的短暫時長內的熱處理，成功地由非晶態(tài)金屬合金的粉末制造了較大的和/或復雜的構件，該構件由較高比例(至少85％(體積))的非晶相構成，因而具有非晶態(tài)金屬合金的有利的物理特性。因而，本發(fā)明首次介紹了如下方法：可以通過對保持了高比例非晶相的粉末的燒結來制造一種構件，該構件由非晶態(tài)金屬合金構成，或者構成它的金屬合金至少有85％由非晶相組成。優(yōu)選地，熱處理的時長在此適應于待制造的構件的尺寸，以便在燒結粉末時得到盡可能高比例的非晶相，或者使得金屬合金中的結晶相比例保持盡可能地少。為了相同的目的，有利的是，熱處理在保護性氣體或真空下進行，以便在粉末中、進而在構件中產生盡可能少含量的金屬氧化物或者其它與空氣反應的反應產物。這種金屬氧化物和其它反應產物在此特別是用作結晶的晶核，因而減少了構件中的非晶相含量。
在本發(fā)明的范疇內已發(fā)現，本發(fā)明的方法導致了特別好的結果，如果為了制造構件而通過熔融霧化來產生非晶態(tài)的金屬粉末，且粉末是的X射線非晶態(tài)的，其粉末顆粒優(yōu)選小于125μm。在熔融霧化時，所產生的合金的熔融液滴很快就被工藝氣流(氬氣)冷卻，因而要求存在非晶態(tài)的粉末部分。通過本發(fā)明的一種改進提出，從所述粉末中進一步分離出、例如通過篩分和/或通過對粉末的風選去除細粉塵(小于5μm的顆粒)以及大于125μm的粗粒。于是，這種粉末部分是一種最佳的原始材料(所提供的粉末)，以便通過加壓和熱處理來制造復雜的非晶態(tài)的構件，在此，無論相繼地實施的還是組合的壓力和溫度步驟，都在構件的非晶態(tài)特性方面具有很好的結果。利用如此制得的粉末，得到了具有特別高比例的非晶態(tài)金屬相的構件。同時，如此產生的由這種粉末制得的構件具有高程度的燒結的粉末顆粒，且具有小的孔隙度、優(yōu)選小于5％的孔隙度。對顆粒大小的上限避免了可能隨后用刮刀把具有比所產生的層大的橫截面的這種顆粒去除掉，進而使得所述層可能不完整。
這里重要的是，按照所述方法，非晶態(tài)粉末沒有被加熱至結晶溫度以上，否則會出現結晶并使得合金的非晶態(tài)特性喪失。另一方面，必須將所述材料至少加熱至轉變溫度，即金屬合金的非晶相在冷卻期間從塑性區(qū)域過渡至剛性區(qū)域時所在的溫度。在該溫度范圍內，粉末顆粒會結合，但不會結晶。轉變溫度也可以稱為轉變溫度，也常常這樣稱呼。
但由于在技術上幾乎無法實現且在經濟上并無意義的是，絕對沒有雜質以及特別是也沒有氧，所以無法避免微結晶的夾雜物。處于兩位數ppm范圍內的少量氧造成合金的親氧的成分形成相應的氧化物。這些成分于是作為小的晶核存在，因而會導致小的具有晶粒的氧夾雜物，這些夾雜物能在顯微照片中在放大1000倍的情況下或者在采用X射線衍射術研究的情況下作為峰看出來。類似的效果也可以通過原始材料中其它的或另外的雜質以及其它的元素(比如氮)而產生。
熱處理的時長主要視構件體積而定，且通常不應持續(xù)太長時間，因為每個小晶核都用作晶種，進而可以生長出晶粒，或者使得并非所需的結晶相在構件中蔓延。在利用基于鋯的合金進行的試驗中會表現出的是，在根據本發(fā)明的溫度范圍內且在每1mm的構件橫截面耗時最多400秒的時長情況下的熱處理提供了特別好的結果。加熱階段也要盡可能快地進行，因為在比轉變溫度低50開爾文時就已經局部地出現并非所需的晶體生長。
下面參照示意性地示出的流程圖來介紹本發(fā)明的其它實施例，但在此并不限制本發(fā)明。
在該流程圖中，T表示工作溫度，TT表示非晶態(tài)金屬合金的轉變溫度，TK表示金屬合金的非晶相的結晶溫度。
有一種金屬合金，其組成適合于形成非晶相，或者其已經由非晶相構成，由這種金屬合金產生非晶態(tài)的金屬粉末。接下來進行粉末分級，在粉末分級時特別是通過篩分和風選將太小的和太大的粉末顆粒去除。然后可以有或沒有熱量輸入的情況下將粉末壓制成所需的形狀。如果在沒有熱量輸入的情況下將粉末壓制成形，則接下來進行熱處理，所述熱處理在本發(fā)明的范疇內稱為燒結或者引起燒結。在加壓期間或者在加壓之后的熱處理，在溫度高于所用金屬合金的非晶相的轉變溫度TT且低于結晶溫度TK的情況下，對于每1mm的構件橫截面來說持續(xù)至多900秒的時間。
具體實施方式
下面是一些具體的實施例，在這些實施例中描述了本發(fā)明的方法，并對如此得到的結果進行了分析。
實施例1：
在感應式熔融系統(tǒng)(VSG，感應式加熱的真空、熔融和鑄造設備，Nürmont，弗賴貝格(Freiberg))中在800mbar氬氣(氬氣6.0，Linde股份公司，普拉赫(Pullach))下，由70.5％(重量)的鋯(Haines&Maassen金屬貿易有限責任公司，波恩(Bonn)，Zr-201-Zirkon Crystalbar)、0.2％(重量)的鉿(Alpha Aesar有限責任兩合公司，卡爾斯魯厄(Karlsruhe)，鉿晶棒研磨的片99.7％，商品編號10204)、23.9％(重量)的銅(Alpha Aesar有限責任兩合公司，卡爾斯魯厄，銅板，無氧，高傳導性(OFCH)，商品編號45210)、3.6％(重量)的鋁(Alpha Aesar有限責任兩合公司，卡爾斯魯厄，鋁錠99.999％，商品編號10571)和1.8％(重量)的鈮(Alpha Aesar有限責任兩合公司，卡爾斯魯厄，鈮箔99.97％，商品編號00238)構成的合金被熔融，并澆注到水冷式的銅模具中。由如此產生的合金，采用例如由WO99/30858A1已知的方法，在Nanoval熔融霧化設備中(Nanoval有限責任兩合公司，柏林)，通過利用氬氣對熔融物的霧化，產生細微的粉末。
通過采用Condux細篩器CFS(Netsch-細磨技術有限責任公司，塞爾布(Selb)，德國)的風選將微粒分離，從而有不到0.1％的顆粒小于5μm，也就是說，至少99.9％的顆粒具有5μm或更大的直徑或尺寸，并且，采用篩孔尺寸為125μm的試驗篩(Retsch有限責任公司，哈恩(Haan)-德國，商品編號60.131.000125)，通過篩分將大于125μm的所有粉末顆粒去除。如此產生的粉末采用X射線衍射術予以研究，且具有大于95％的非晶態(tài)含量。
每5.0克的以此方式得到的這種粉末部分在實驗室壓機54MP250D(mssiencetific色層分析貿易有限責任公司，柏林)中，被加壓工具(32mm，P0764，mssiencetific色層分析貿易有限責任公司，柏林)以15噸的壓力予以壓實。隨后，把壓制件在真空燒結(Gero高溫-真空退火爐LHTW 100-200/22，諾伊豪森(Neuhausen))中以410℃和大約10-5mbar的壓力予以壓實120秒。然后，把經壓實的壓制件通過熱等靜壓，在200兆帕斯卡(200MPa)的壓力下，在高純度的氬氣(氬氣6.0，Linde股份公司，普拉赫)中，以400℃的溫度最終壓實90秒。
把15個如此制得的構件，借助金相的顯微照片對結構中的非晶態(tài)的表面比例予以研究。在此表明，平均有92％的表面是非晶態(tài)的。
實施例2：
在感應式熔融系統(tǒng)(VSG，感應式加熱的真空、熔融和鑄造設備，Nürmont，弗賴貝格)中在800mbar氬氣(氬氣6.0，Linde股份公司，普拉赫)下，由70.5％(重量)的鋯(Haines&Maassen金屬貿易有限責任公司，波恩，Zr-201-Zirkon Crystalbar)、0.2％(重量)的鉿(Alpha Aesar有限責任兩合公司，卡爾斯魯厄，鉿晶棒研磨的片99.7％，商品編號10204)、23.9％(重量)的銅(Alpha Aesar有限責任兩合公司，卡爾斯魯厄，銅板，無氧，高傳導性(OFCH)，商品編號45210)、3.6％(重量)的鋁(Alpha Aesar有限責任兩合公司，卡爾斯魯厄，鋁錠99.999％，商品編號10571)和1.8％(重量)的鈮(Alpha Aesar有限責任兩合公司，卡爾斯魯厄，鈮箔99.97％，商品編號00238)構成的合金被熔融，并澆注到水冷式的銅模具中。由如此產生的合金，采用例如由WO 99/30858A1已知的方法，在Nanoval熔融霧化設備中(Nanoval有限責任兩合公司，柏林)，通過利用氬氣對熔融物的霧化，產生細微的粉末。
通過采用Condux細篩器CFS(Netsch-細磨技術有限責任公司，塞爾布，德國)的風選將微粒分離，從而有不到0.1％的顆粒小于5μm，并且，采用篩孔尺寸為125μm的試驗篩(Retsch有限責任公司，哈恩-德國，商品編號60.131.000125)，通過篩分將大于125μm的所有粉末顆粒去除。如此產生的粉末采用X射線衍射術予以研究，且具有大于95％的非晶態(tài)含量。
每15.0克的以此方式得到的這種粉末部分，在200兆帕斯卡(200MPa)的壓力下以400℃的溫度通過熱壓予以燒結3分鐘。
把15個如此制得的構件，借助金相的顯微照片對結構中的非晶態(tài)的表面比例予以研究。在此表明，平均有85％的表面是非晶態(tài)的。
實施例3：
在感應式熔融系統(tǒng)(VSG，感應式加熱的真空、熔融和鑄造設備，Nürmont，弗賴貝格)中在800mbar氬氣(氬氣6.0，Linde股份公司，普拉赫)下，由70.6％(重量)的鋯(Haines&Maassen金屬貿易有限責任公司，波恩，Zr-201-Zirkon Crystalbar)、23.9％(重量)的銅(Alpha Aesar有限責任兩合公司，卡爾斯魯厄，銅板，無氧，高傳導性(OFCH)，商品編號45210)、3.7％(重量)的鋁(Alpha Aesar有限責任兩合公司，卡爾斯魯厄，鋁錠99.999％，商品編號10571)和1.8％(重量)的鈮(Alpha Aesar有限責任兩合公司，卡爾斯魯厄，鈮箔99.97％，商品編號00238)構成的合金被熔融，并澆注到水冷式的銅模具中。由如此產生的合金，采用例如由WO 99/30858A1已知的方法，在Nanoval熔融霧化設備中(Nanoval有限責任兩合公司，柏林)，通過利用氬氣對熔融物的霧化，產生細微的粉末。
通過采用Condux細篩器CFS(Netsch-細磨技術有限責任公司，塞爾布，德國)的風選將微粒分離，從而有不到0.1％的顆粒小于5μm，并且，采用篩孔尺寸為125μm的試驗篩(Retsch有限責任公司，哈恩-德國，商品編號60.131.000125)，通過篩分將大于125μm的所有粉末顆粒去除。如此產生的粉末采用X射線衍射術予以研究，且具有大于95％的非晶態(tài)含量。
每15.0克的以此方式得到的這種粉末部分，在200兆帕斯卡(200MPa)的壓力下以400℃的溫度通過加壓予以燒結3分鐘。
把15個如此制得的構件，借助金相的顯微照片對結構中的非晶態(tài)的表面比例予以研究。在此表明，平均有87％的表面是非晶態(tài)的。
實施例4：
在感應式熔融系統(tǒng)(VSG，感應式加熱的真空、熔融和鑄造設備，Nürmont，弗賴貝格)中在800mbar氬氣(氬氣6.0，Linde股份公司，普拉赫)下，由70.6％(重量)的鋯(Haines&Maassen金屬貿易有限責任公司，波恩，Zr-201-Zirkon Crystalbar)、23.9％(重量)的銅(Alpha Aesar有限責任兩合公司，卡爾斯魯厄，銅板，無氧，高傳導性(OFCH)，商品編號45210)、3.7％(重量)的鋁(Alpha Aesar有限責任兩合公司，卡爾斯魯厄，鋁錠99.999％，商品編號10571)和1.8％(重量)的鈮(Alpha Aesar有限責任兩合公司，卡爾斯魯厄，鈮箔，99.97％，商品編號00238)構成的合金被熔融，并澆注到水冷式的銅模具中。由如此產生的合金，采用例如由WO 99/30858A1已知的方法，在Nanoval熔融霧化設備中(Nanoval有限責任兩合公司，柏林)，通過利用氬氣對熔融物的霧化，產生細微的粉末。
通過采用Condux細篩器CFS(Netsch-細磨技術有限責任公司，塞爾布，德國)的風選將微粒分離，從而有不到0.1％的顆粒小于5μm，并且，采用篩孔尺寸為125μm的試驗篩(Retsch有限責任公司，哈恩-德國，商品編號60.131.000125)，通過篩分將大于125μm的所有粉末顆粒去除。如此產生的粉末采用X射線衍射術予以研究，且具有大于95％的非晶態(tài)含量。
每50克的以此方式得到的這種粉末部分在實驗室壓機54MP250D(mssiencetific色層分析貿易有限責任公司，柏林)中，被加壓工具(32mm，P0764，mssiencetific色層分析貿易有限責任公司，柏林)以25噸的最大壓力予以壓實，并且在高純度的氬氣(氬氣6.0，Linde股份公司，普拉赫)中，以410℃的溫度予以燒結5分鐘。
把如此制得的構件，借助多個金相的顯微照片對結構中的非晶態(tài)的表面比例予以研究。在此表明，平均有90％的表面是非晶態(tài)的。
在下面的表格中示出了實施例1～4的測定結果及參照測定：
測試和檢查方法
1)用于確定金屬合金粉末的顆粒大小的方法：
采用SympatecHelos BR/R3(Sympatec有限責任公司)，配備帶有振動槽配料器VIBRI的RODOS/M干燥配給系統(tǒng)(Sympatec有限責任公司)，通過激光散射來確定無機粉末的顆粒大小。將至少10g的樣品量干燥地給料，在1bar的初始壓力下配給，并開始測量。1.9％～2.1％的光學濃度用作起始標準。測量時間為10秒。采用MIE理論進行評估，并采用d50作為顆粒大小的量度。
2)用于確定密度的檢查方法：
為了確定密度，可以通過對表面的打磨來產生在幾何學上精確的長方體，從而該立方體能利用數字測微器(PR1367，Mitutoyo測量儀Leonberg有限責任公司，萊昂貝格(Leonberg))精確地予以測量?，F在用數學方式確定體積。然后在分析天平(Mettler-Toledo有限責任公司的XPE分析天平)上確定精確的重量。由稱得的重量與算得的體積的比例，得到密度。
非晶態(tài)合金的理論密度對應于熔點時的密度。
3)用于確定構件中的非晶態(tài)的表面比例的檢查方法：
為此，按照DIN EN ISO 1463分別制作15個金相研磨件，其中，采用SiC-薄膜1200(Struers有限責任公司，維利希(Willich))，以及隨后的利用6μm、3μm和1μm的金剛石拋光劑的拋光步驟(Struers有限責任公司，維利希)，最后通過化學機械的氧化物拋光懸浮液OP-S(Struers有限責任公司，維利希)予以拋光。如此產生的經研磨的表面在具有1000的放大率的光學顯微鏡(Leica DM 4000M，Leica DM 6000M)下，就顯微照片中的晶態(tài)的表面比例予以研究。在此利用軟件Leica Phase Expert，對結晶部分占據磨屑的總面積的面積百分比進行評估，其中，把暗淡的區(qū)域評定為晶態(tài)的，把明亮的區(qū)域評定為非晶態(tài)的。為此把非晶態(tài)的基質規(guī)定為參考相，并表示為整個測量面積的百分比。分別測量10個不同的樣品面并予以求平均。
4)用于確定轉變溫度的試驗方法：
在應用時，在此可以給熱量計Netzsch DSC 404F1Pegasus(Erich NETZSCH股份有限責任兩合公司)配備帶有Rh-回形加熱器的高溫管式爐、集成的控制熱電偶型S、DSC404F1A72樣品載體系統(tǒng)、由Al2O3構成的帶頂蓋的坩堝、用于在測量期間去除痕量氧的包括三個吸除環(huán)在內的OTS系統(tǒng)和用于自動化運行的帶兩級旋轉泵的抽真空系統(tǒng)。所有的測量都在流速為50ml/min的保護性氣體(氬氣6.0，Linde股份公司)下進行。利用軟件Proteus 6.1進行評估。為了確定TT，在380℃和420℃之間的范圍內采用切線法(“玻璃化轉變”)(開始、中間、彎曲、結束)。為了確定TK，在450-500℃的溫度范圍內采用“復雜峰值”評估(面積、峰值、開始、結束、寬度、高度)，而針對Tm則在875-930℃的溫度范圍內采用“復雜峰值”評估(面積、峰值、開始、結束、寬度、高度)。為了進行測量，把25mg+/-0.5mg的樣品稱入到坩堝中，并按照以下加熱速率和溫度范圍進行測量：
20-375℃：加熱速率20K/min；
375-500℃：加熱速率1K/min；
500-850℃：加熱速率20K/min；
850℃以上：加熱速率10K/min。
為了確定構件的非晶態(tài)部分，采用“復雜峰值”方法來確定結晶熱焓，其中，把帶有-47.0J/g結晶熱焓的100％的非晶態(tài)樣品(通過熔融紡絲得到)作為參照物。
構件的結晶熱焓與參照物的結晶熱焓的商得到了非晶相的百分比。
5)通過發(fā)射光譜分析(ICP)來確定元素組成：
采用發(fā)射光譜分析儀Varian Vista-MPX(Varian公司)。在王水基質(濃鹽酸和濃硝酸，比例為3:1)中，由含有已知的金屬含量(例如1000mg/l)的標準溶液分別制取并測量用于金屬的校正樣品。
ICP設備的參數為：
功率：1.25千瓦特
等離子氣體：15.0升/分鐘(氬氣)
輔助氣體：1.50升/分鐘(氬氣)
霧化氣體壓力：220千帕(氬氣)
重復：20秒
穩(wěn)定時間：45秒
觀察高度：10毫米
抽吸樣品：45秒
沖洗時間：10秒
泵速度：20轉/分
重復次數：3。
為了測量樣品：給0.10g+/-0.02g的樣品摻入3ml的硝酸和9ml的鹽酸，如上所述，并使其在800-1200W的微波(Anton Paar公司，設備：Multiwave 3000)中于60分鐘內溶解。溶解的樣品與50％(體積)的鹽酸轉移至100ml的燒瓶內并予以測量。
本發(fā)明的在前面的說明書以及在權利要求書、流程圖和實施例中公開的特征，無論是單獨地還是任意組合地，對于實現本發(fā)明的不同實施方式來說都是重要的。