[发明专利]多层型蜂窝状金属玻璃结构

说明书

技术领域

本发明涉及金属玻璃的多层型蜂窝状结构。

背景技术

蜂窝状晶体金属结构及它们的制造方法是已知的，并且已经用于各种应用中，包括撞击/冲击改进系统、散热介质及隔音应用。这些蜂窝状晶体金属结构通常包括铝板片（sheet）或其他金属板片，并且包括夹在未成形板片之间且焊接至未成形板片的波纹状金属板片，由此产生坚硬的低密度蜂窝状金属结构。蜂窝状结构吸收授予动能的能力直接取决于固体材料的比强度，即，屈服强度除以密度。因此，由低比强度固体（例如，在波纹状金属板片中使用的那些固体）制成的蜂窝状结构并不吸收大量的授予动能。此外，用来生产这些结构中的波纹状金属板片的材料展示出了有限的固态可成形性，使得波纹状板片难以生产。

发明内容

本发明涉及金属玻璃的多层型蜂窝状结构，该金属玻璃的多层型蜂窝状结构能够用于各种各样的应用中，例如，冲击波防护、撞击减缓、能量吸收、结构支撑、生物医学植入、热交换器、热管理、电屏蔽、磁屏蔽以及用于太空及外太空的碎片及辐射屏蔽应用。金属玻璃展示出可与常规的晶体金属比较的密度，但是具有远大得多的屈服强度。因此，金属玻璃在用于蜂窝状应用时提供无以伦比的比强度及能量吸收的提高。同样，与晶体金属不同，金属玻璃在加热至玻璃转变温度之上时展示出卓越的可成形性，并且在结晶之前冷却至室温时保留它们的机械性质。根据本发明的实施例，平面的非晶态金属被处理成用于蜂窝状结构构造的极低密度、高强度及可塑性变形的蜂窝状芯体。由于金属玻璃卓越的微复制能力，因而能够容易地形成需要严格容限的结构，例如，允许卡扣住组件的突出部。此外，还能够执行金属玻璃带条的微成形以制造具有展示出高韧性和延展性但抗弹性屈曲的微芯体的蜂窝状结构。

附图说明

本发明的上述及其他特征和优点通过在结合附图来考虑时参照下面的详细描述将会更好理解，在附图中：

图1是示出根据本发明的一种实施例的一种用于图形化金属玻璃板片的方法的示意图；

图2是示出根据本发明的一种实施例的一种用于拉伸金属玻璃板片的方法的示意图；

图3是示出根据本发明的一种实施例的一种用于使金属玻璃板片成波纹状的方法的示意图；

图4是示出根据本发明的一种实施例的金属玻璃板片组件的示意图；

图5是Co₆₉Fe₄Ni₁Mo₂B₁₂Si₁₂带条（ribbon）的照片，其中所嵌入的照片示出了由滚花工具在室温下生产的带条的塑性变形；

图6是在根据本发明的一种实施例的热塑性波纹成形之后的Co₆₉Fe₄Ni₁Mo₂B₁₂Si₁₂带条的照片，其中所嵌入的照片示出了包含波纹状带条的蜂窝状金属玻璃结构；

图7A是根据本发明的一种实施例的金属玻璃板片的透视图；

图7B是根据本发明的另一种实施例的金属玻璃板片的透视图；

图8是根据本发明的一种实施例的金属玻璃蜂窝状结构的透视图；

图9A是根据本发明的另一种实施例的金属玻璃蜂窝状结构的示意图；

图9B是根据本发明的另一种实施例的金属玻璃蜂窝状结构的透视图；

图10A是根据本发明的一种实施例的金属玻璃芯体的透视图；

图10B是根据本发明的另一种实施例的金属玻璃芯体的透视图；以及

图11A至11C是根据本发明的又一种实施例的金属玻璃蜂窝状结构的透视图。

具体实施方式

本发明涉及蜂窝状金属玻璃结构及其制备方法。在一种实施例中，金属玻璃结构至少包括第一及第二板片，其中第一及第二板片中的至少一个是金属玻璃板片。例如，根据一种实施例，结构包括至少一个夹在两个外部板片之间的金属玻璃板片。在另一种实施例中，该至少一个金属玻璃板片可以夹在两个外板片之间，并且该结构还可以包括至少一个中间板片。例如，至少一个金属玻璃板片的使用提供了密度低、强度高且具有良好塑性变形性的结构，所有这些性质会导致高的吸能能力，该至少一个金属玻璃板片被适当配置（例如，成波纹状或被塑形）以形成抗断裂且防屈曲的蜂窝状芯体。这些性质是类似构造的晶体金属板片结构所无法比拟的。