[發明專利]制備微納米尺度金屬玻璃纖維的裝置及方法

無效

• 申請號: 201010241012.5
• 申請日: 2010-07-29
• 公開（公告）號: CN102343374A
• 公開（公告）日: 2012-02-08
• 發明（設計）人: 易軍;王軍強;趙德乾;潘明祥;白海洋;汪衛華
• 申請（專利權）人: 中國科學院物理研究所
• 主分類號: B21C1/00
• 分類號: B21C1/00;B21C9/00;B21C9/02;C22C45/10
• 代理公司: 北京律誠同業知識產權代理有限公司 11006
• 代理人: 梁揮;徐金國

1.一種制備微納米級金屬玻璃纖維的裝置，包括：

-一不銹鋼真空室；

-一同心放置的石英玻璃管和不銹鋼小圓柱；所述石英玻璃管通過固定夾具被固定于不銹鋼真空室頂部內表面上，其下端封閉且在中心處有一孔；所述不銹鋼小圓柱中心處有一孔洞，以容納待處理的金屬玻璃基材；

-一高頻感應加熱線圈，置于所述石英玻璃管的外部；

-一待處理的金屬玻璃基材，置于不銹鋼小圓柱的中心孔洞中；

-一砝碼，通過牽引線連接到一掛鉤上，所述掛鉤與金屬玻璃基材的最下端相連；

-一前級機械泵和分子泵組，通過蝶閥與所述不銹鋼真空室下端相連，所述前級機械泵為分子泵提供低真空環境，所述分子泵為不銹鋼真空室提供高真空環境；

-一高純氬氣瓶，通過充氣閥門與所述不銹鋼真空室上端相連；

-一旁抽機械泵，通過抽氣閥門與所述不銹鋼真空室下端相連，用于抽取所述不銹鋼真空室中的廢氣。

2.如權利要求1的裝置，其特征在于：還包括一收納軸，其與電動機相連；和一連接線，所述連接線的一端通過固定物被固定在收納軸上，另一端與金屬玻璃基材的下端相連，通過電動機帶動收納軸轉動，將制備的金屬玻璃纖維纏繞于收納軸上。

3.如權利要求1或2的裝置，其特征在于：所述石英玻璃管中心處的孔的直徑為6～8mm。

4.如權利要求1或2的裝置，其特征在于：所述不銹鋼小圓柱的高度為2～6cm，其中心處的孔洞的直徑為2～6mm。

5.如權利要求1或2的裝置，其特征在于：所述砝碼的重量為0.01～500g。

6.一種制備微納米尺度金屬玻璃纖維的方法，是在權利要求1-5中的任一權利要求所述的裝置上進行的牽引法，包括如下的步驟：

1)制備一金屬玻璃基材：所述金屬玻璃基材為由滿足條件的金屬玻璃制得的棒材或條帶，其中m為過冷液體的脆性系數，ΔT為過冷液相區寬度，T_x為晶化溫度，由其制得的母合金的非晶形成能力大于20μm；

所述的金屬玻璃棒材為一圓柱形，在其一端留有直徑大于不銹鋼小圓柱中心孔洞的余料，以使得該金屬基材可以放置于不銹鋼小圓柱的中心孔洞中而不至滑下；

2)將步驟1)制得的金屬玻璃基材置于所述裝置的不銹鋼小圓柱的中心孔洞中，再將其放入石英玻璃管中并用固定夾具將該石英玻璃管固定在不銹鋼真空室頂部內表面上，使該不銹鋼小圓柱位于高頻感應加熱線圈的中間；將一砝碼通過牽引線和掛鉤連接到金屬玻璃基材的最下端；

3)通過旁抽機械泵將不銹鋼真空室抽真空至10Pa，關閉旁抽機械泵與不銹鋼真空室相連的閥門；通過前級機械泵和分子泵組繼續將不銹鋼真空室抽真空至真空度等于或高于10^-3Pa，關閉該前級機械泵和分子泵組與不銹鋼真空室相連的蝶閥；再充入高純氬氣0.02MPa；用高頻感應線圈在12A的電流下進行加熱；當金屬玻璃基材被加熱到其過冷液相區的時候，金屬玻璃基材的粘度下降；當粘度下降到金屬基材再也支撐不住砝碼的重力時，金屬玻璃基材就會發生超塑性變形，砝碼因此也隨之下降，制得一金屬玻璃纖維。

7.如權利要求6所述的方法，其中所述的金屬玻璃棒材為直徑0.5～3mm、長2～6cm的圓柱形。

8.如權利要求6所述的方法，其中所述的金屬玻璃條帶的寬度為0.1～3mm、長度為2～6cm。

9.如權利要求6所述的方法，其中還包括一步驟：當在砝碼開始下降時，開啟電動機，帶動收納軸轉動，將所制得的金屬玻璃纖維纏繞于收納軸上。

10.如權利要求6或9所述的方法，其中所述砝碼的重量為0.01～500g。