(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
射出成形機においてアモルファス合金を融解するための調温型容器であって、
長手方向に沿って第１の端部および第２の端部を備える管状ボディと、
前記管状ボディの全厚を貫通し、かつ前記管状ボディの前記第１の端部と前記第２の端部との間に前記長手方向に伸長する複数の長手方向スロットと、
前記管状ボディ内に液体を流すように構成された１つまたは複数の温度調整チャネルと、
先端部を備えるプランジャロッドと
を備え、
前記プランジャロッドの前記先端部は前記管状ボディ内に包囲または封入され、
前記容器は、前記容器内のアモルファス合金を融解するように構成された誘導コイルとともに使用するために構成され、
前記複数の長手方向スロットは、前記誘導コイルによる誘導磁場の適用中、前記容器内に渦電流を受け入れるように構成され、
前記管状ボディは、前記誘導磁場の適用中、前記アモルファス合金を融解するために前記誘導磁場からの前記渦電流によって生成される第２の磁場を封じ込めるように構成され、
前記１つまたは複数の温度調整チャネルは、前記誘導磁場の前記適用中、前記容器の温度を調整するように構成され、
前記管状ボディは、前記複数の長手方向スロット及び前記１つまたは複数の温度調整チャネルを除いて、固体の単一の要素である、
容器。
【請求項２】
前記管状ボディは、内面および外面を備え、前記１つまたは複数の温度調整チャネルは、前記内面と前記外面との間かつ隣接する長手方向スロット間に設けられ、前記内面は、前記アモルファス合金を受け入れるように構成され、前記プランジャロッドの先端部は、前記内面から溶融材料を移動させるように構成される、請求項１に記載の容器。
【請求項３】
各長手方向スロットは、前記内面と前記外面との間に伸長する平行な縁部によって形成される、請求項２に記載の容器。
【請求項４】
各長手方向スロットの幅は、前記平行な縁部間の距離として定められる、請求項３に記載の容器。
【請求項５】
前記管状ボディの前記第１の端部および前記第２の端部の少なくとも１つ、または両端部は、キャップを更に備え、前記キャップは、前記管状ボディにおける１つまたは複数の温度調整チャネルの端部を密封するように構成される、請求項１に記載の容器。
【請求項６】
前記キャップは、前記管状ボディにブレーズまたは溶着される、請求項５に記載の容器。
【請求項７】
前記管状ボディの前記第１の端部および前記第２の端部の少なくとも１つにおける凹型ポケットを更に備え、前記凹型ポケットは、前記キャップを受け入れるために構成される、請求項５に記載の容器。
【請求項８】
前記管状ボディは、前記管状ボディの前記第１の端部または前記第２の端部の１つに隣接したフランジを更に備え、前記フランジは、射出成形装置内で前記管状ボディの前記第１の端部または前記第２の端部の前記１つを固定し、前記射出成形装置に対して前記管状ボディが動くことを防ぐように構成される、請求項１に記載の容器。
【請求項９】
長手方向に沿って第１の端部と第２の端部とを備え、内部で融解するためのアモルファス合金材料を受け入れるように構成された内側ボアを備える管状ボディを有する容器と、
前記容器に隣接して配置され、前記アモルファス合金材料を融解するように構成された誘導コイルと、
前記容器に対して動くように構成された先端部を有するプランジャロッドと
を備え、
前記容器は、前記プランジャロッドの前記先端部を包囲または封入するように構成され、
前記容器は、前記管状ボディの全厚を貫通し、かつ前記管状ボディの前記第１の端部と前記第２の端部との間に前記長手方向に伸長する複数の長手方向スロットを更に備え、各長手方向スロットは、前記誘導コイルによる誘導磁場の適用中、前記アモルファス合金材料の融解を助けるために前記内側ボア内に渦電流を導くように構成され、前記プランジャロッドの前記先端部は、前記誘導磁場の前記適用中、前記容器内で、前記アモルファス合金材料を収容する前記容器の前記内側ボア内に向かって動くように構成され、
前記管状ボディは、前記複数の長手方向スロットを除いて、固体の単一の要素である、装置。
【請求項１０】
前記容器は、１つまたは複数の温度調整チャネルを更に備え、前記１つまたは複数の温度調整チャネルは、前記誘導磁場の前記適用中、内部に流体を流すことによって前記容器の温度を調整するように構成される、請求項９に記載の装置。
【請求項１１】
前記管状ボディは、前記内側ボアを形成する内面および外面を備え、前記１つまたは複数の温度調整チャネルは、前記内面と前記外面との間かつ隣接する長手方向スロット間に設けられ、前記内側ボアを形成する前記内面は、前記アモルファス合金材料を受け入れるように構成され、前記プランジャロッドの前記先端部は、前記内面から溶融アモルファス合金材料を動かすために前記内面に沿ってその内側で動くように構成される、請求項１０に記載の装置。
【請求項１２】
前記容器は、前記誘導コイルの長手方向軸に沿って配置され、前記プランジャロッドの前記先端部による前記内面からの前記溶融アモルファス合金材料の移動は、前記容器の射出経路に沿って成形型に向かう長手方向である、請求項１１に記載の装置。
【請求項１３】
成形型を更に備え、前記成形型は、前記誘導磁場の適用後、前記容器からの溶融材料を受け入れるように構成される、請求項９に記載の装置。
【請求項１４】
前記装置は、前記溶融材料をＢＭＧ部品に成形するように構成される、請求項１３に記載の装置。
【請求項１５】
前記容器は一端にフランジを更に備え、前記フランジは、前記装置内で前記容器を固定し、前記装置に対して前記容器が動くことを防ぐように構成される、請求項９に記載の装置。
【請求項１６】
アモルファス合金を融解するための方法であって、
容器内に融解可能アモルファス合金材料を供給することと、
溶融アモルファス合金材料を形成するために、前記容器に隣接して設けられる熱源を作動させることと、
前記熱源の前記作動中、前記容器の温度を調整することと
を備え、
前記容器は、プランジャロッドの先端部を包囲または封入するように構成され、
前記容器は、長手方向に沿って第１の端部と第２の端部を備えた管状ボディと、前記管状ボディの全厚を貫通し、かつ前記管状ボディの前記第１の端部と前記第２の端部との間に前記長手方向に伸長する複数のスロットとを備え、
前記管状ボディは、前記複数のスロットを通して前記容器の前記管状ボディ内に渦電流を受け入れることにより、前記作動中、前記容器内で前記融解可能アモルファス合金材料に前記熱源からの磁場を利用するように構成され、
前記容器は、１つまたは複数の温度調整チャネルを内部に備え、前記調整は、前記１つまたは複数の温度調整チャネル内に流体を流すことを備え、
前記管状ボディは、前記複数のスロット及び前記１つまたは複数の温度調整チャネルを除いて、固体の単一の要素である、方法。
【請求項１７】
前記プランジャロッドの前記先端部は、前記作動中、前記融解可能アモルファス合金材料を保持するように構成される、請求項１６に記載の方法。
【請求項１８】
前記熱源の作動を停止することと、前記プランジャロッドを用いて前記溶融アモルファス合金材料を前記容器から成形型に向かって押し出すこととを更に備える、請求項１７に記載の方法。
【請求項１９】
前記容器は長手方向に沿って前記成形型に向かって配置され、前記プランジャロッドを用いて前記溶融アモルファス合金材料を前記容器から押し出すことは、前記成形型に向かって前記長手方向に前記プランジャロッドを動かすことによって生じる、請求項１８に記載の方法。
【請求項２０】
ＢＭＧ部品を形成するために、前記成形型内の前記溶融アモルファス合金材料を加圧することを更に備える、請求項１９に記載の方法。
【請求項２１】
アモルファス合金材料を融解するために用いられる容器を形成するための方法であって、
長手方向に沿って第１の端部および第２の端部を備え、内部に内側ボアを有する容器の管状ボディを形成することと、
前記管状ボディ内に液体を流すように構成された１つまたは複数の温度調整チャネルを形成することと、
前記管状ボディの全厚を貫通し、かつ前記管状ボディの前記第１の端部と前記第２の端部との間に前記長手方向に伸長する複数の長手方向スロットを形成することと、
前記管状ボディの前記内側ボア内にプランジャロッドの先端部を包囲または封入することと
を備え、
前記複数の長手方向スロットの前記形成は、ワイヤ放電加工機（ＥＤＭ）プロセスによって成され、
前記容器は、前記容器内のアモルファス合金材料を融解するように構成された誘導コイルとともに使用するために構成され、
前記複数の長手方向スロットは、前記誘導コイルによる誘導磁場の適用中、前記容器内に渦電流を受け入れるように構成され、
前記管状ボディは、前記誘導磁場の適用中、前記アモルファス合金材料を融解するために前記誘導磁場から前記渦電流によって生成される第２の磁場を封じ込めるように構成され、
前記１つまたは複数の温度調整チャネルは、前記誘導磁場の前記適用中、前記容器の温度を調整するように構成され、
前記管状ボディは、前記複数の長手方向スロット及び前記１つまたは複数の温度調整チャネルを除いて、固体の単一の要素である、方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本特許協力条約特許出願は、各々の内容の全体が参照によって本願に組み込まれる、２０１４年９月２６日に出願された“Ｈｏｒｉｚｏｎｔａｌ  Ｓｋｕｌｌ  Ｍｅｌｔ  Ｓｈｏｔ  Ｓｌｅｅｖｅ”と題された米国特許仮出願第６２／０５６，１２８号、および２０１４年１２月１６日に出願された“Ｈｏｒｉｚｏｎｔａｌ  Ｓｋｕｌｌ  Ｍｅｌｔ  Ｓｈｏｔ  Ｓｌｅｅｖｅ”と題された米国特許出願第１４／５７２，０６６号への優先権を主張するものである。
【０００２】
説明される実施形態は、一般に、材料を融解するための容器に関する。特に、本明細書の実施形態は、材料を融解するために誘導源からの磁場を利用するように構成された溝付ショットスリーブまたは容器に関する。
【背景技術】
【０００３】
いくつかの射出成形機は、材料を成形型内に射出する前に、ボート内の材料を融解するために導入コイルを使用する。たとえば、水平に配置された射出成形機において、材料は、水平射出のために配置されたボート内で融解され得る。いくつかの機械は、概ねＵ形のボート、すなわち、基部と、そこから部分的に上方へ伸長し中間部または均分円周辺を終端とする側壁とを有するボディを含むボートを利用してきた。この構成は、内にある材料を融解するために誘導コイルからの磁場に晒されるために設計された頂部開口部を有する（完全に包囲された丸管ではない）管の一部分（たとえば下半分）の様相の低壁容器設計を生じる。この低壁ボート設計は、ボートおよびプランジャ先端部の両方の寿命を縮め得る。また、Ｕ形設計は、金属の融解または押込み中、溶融金属が側部から溢れ出やすい。また、プランジャ先端部は頂部で最小限に捕捉されているので、それがボアに対して垂直方向に何らかの動きをすると、壁部の縁またはカットアウト領域に食い込み、摩耗の原因となる。ボート壁部の隙間に対するプランジャ先端部の制御が不十分であることにより、射出中、先端部の底部または側部において、隙間への過大なバリの侵入が生じ得る。また、そのようなＵ形ボートにおけるカットアウト領域の縁部にも金属バリが形成され得る。ボートは不安定であり、非常に曲がりやすい傾向を持ち得る。また、Ｕ形ボートにおける加熱は、誘導コイルからの１次および２次磁場を利用し、そのようなボート設計は、上端において過度の加熱を被り、冷却が不十分な場合にボートを膨張および屈曲させ得る。
【０００４】
いくつかのスカル融解機において、誘導コイルが取り巻いた、垂直に配置された集中器型ケージメルタが、材料を融解するために使用され得る。スカルメルタは、たとえば、縦方向の封入型管状構成を有してよく、または、たとえば、略円形または環状構成内に配置され、固体底部に連結された、間に複数のスロットまたは開口部を有する複数のセグメントまたは指部を有してよい。図８、９、および１０は、当該技術において知られる典型的なスカルメルタの側断面図、上面図、および平面図を示す。この種のスカルメルタは、半浮揚融成物を生じ得る。スカルメルタ内で磁場によって生じる激しい撹拌は、あらゆる高い融解温度の帯電部材を融解し、化学組成および温度の両方において融成物を均質にする。これによって、迅速な溶融、（鋳造のための）良好な充填成形、および高品質の製品がもたらされ得る。
【０００５】
射出成形システムにおいて材料を融解する際、良質な成形部品を製造するために、融解可能材料に適した範囲内の均一温度が実現され、維持されなければならない。融解中の効率が良い容器を利用することによって、そのような品質が向上し得る。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本明細書の実施形態に係る、材料を融解するために容器における複数のスロットまたは隙間を介して（たとえば誘導コイルからの）磁場を受け入れ、受け取り、受取りを補助し、利用し、および／または導くように構成された容器において材料（たとえば金属または金属合金）を融解するための解決策が提案される。
【０００７】
本開示の１つの態様において、アモルファス合金を融解するための調温型容器が射出成形機内に設けられる。容器は、長手方向に沿って第１の端部および第２の端部を有する略管状ボディと、略管状ボディの全厚を貫通し、かつ略管状ボディの第１の端部と第２の端部との間に長手方向に伸長する複数の長手方向スロットと、略管状ボディ内に液体を流すように構成された１つまたは複数の温度調整チャネルとを含む。容器は、容器内のアモルファス合金を融解するように構成された誘導コイルとともに使用するために構成される。複数の長手方向スロットは、誘導コイルによる誘導磁場の適用中、容器内に渦電流を受け入れるように構成される。略管状ボディは、誘導磁場の適用中、アモルファス合金を融解するために誘導磁場からの渦電流によって生成される第２の磁場を実質的に封じ込めるように構成される。１つまたは複数の温度調整チャネルは、誘導磁場の適用中、容器の温度を調整するように構成される。
【０００８】
本開示の他の態様は、装置を提供する。装置は、内部で融解するための融解可能アモルファス合金材料を受け入れるように構成された内側ボアを有する容器と、容器に隣接して配置され、容器内の融解可能アモルファス合金材料を融解するように構成された誘導コイルと、容器に対して動くように構成された先端部を有するプランジャロッドとを含む。容器は更に、容器の全厚を貫通して伸長する複数の長手方向スロットを含む。各長手方向スロットは、誘導コイルによる誘導磁場の適用中、融解可能アモルファス合金材料の融解に役立つように内側ボア内に渦電流を導くように構成される。プランジャロッドの先端部は、誘導磁場の適用中、容器内に融解可能アモルファス合金材料を収容するための容器の内側ボア内に進入するように構成される。
【０００９】
また他の態様は、アモルファス合金を融解するための方法を提供する。方法は、容器内に融解可能アモルファス合金材料を供給することと、溶融アモルファス合金材料を形成するために容器に隣接して設けられた熱源を作動させることと、熱源の作動中、容器の温度を調整することとを含む。容器は、ボディと、ボディの全厚を貫通して伸長する複数のスロットとを含む。ボディは、複数のスロットを介して容器のボディ内に渦電流を受け入れることによって、作動中、熱源からの磁場を容器内の融解可能アモルファス合金材料に利用するように構成される。また容器は、１つまたは複数の温度調整チャネルも含む。調整は、１つまたは複数の温度調整チャネル内に流体を流すことを含む。
【００１０】
また他の態様は、アモルファス合金材料を融解するために使用される容器を形成するための方法を提供する。方法は、長手方向に沿って第１の端部および第２の端部を有し、内部に内側ボアを有する容器の略管状ボディを形成することと、略管状ボディ内に液体を流すように構成された１つまたは複数の温度調整チャネルを形成することと、略管状ボディの全厚を貫通し、かつ略管状ボディの第１の端部と第２の端部との間に長手方向に伸長する複数の長手方向スロットを形成することとを含む。複数の長手方向スロットの形成は、ワイヤ放電加工機（ＥＤＭ）プロセスによって成される。容器は、容器内の融解可能アモルファス合金材料を融解するように構成された誘導コイルとともに使用するために構成される。複数の長手方向スロットは、誘導コイルによる誘導磁場の適用中、容器内に渦電流を受け入れるように構成される。略管状ボディは、誘導磁場の適用中、融解可能アモルファス合金材料を融解するために誘導磁場からの渦電流によって生成された第２の磁場を実質的に封じ込めるように構成される。１つまたは複数の温度調整チャネルは、誘導磁場の適用中、容器の温度を調整するように構成される。
【００１１】
本発明の他の態様および利点は、以下の詳細な説明、添付図面、および特許請求の範囲によって明らかになる。
【００１２】
本開示は、類似した参照番号が類似した構造的要素を指し示す添付図面と関連した以下の詳細な説明によって、容易に理解される。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】典型的なバルク凝固アモルファス合金の温度粘度の図を示す。
【図２】典型的なバルク凝固アモルファス合金の時間温度変態（ＴＴＴ）図の概略図を示す。
【図３】本教示の様々な実施形態に係る典型的な射出成形システム／装置の概略図を示す。
【図４】本開示の実施形態に係る容器の平面図を示す。
【図５】図４の容器の直線５−５に沿って示される断面図を示す。
【図６】図５の断面の端面図を示す。
【図７】本開示の実施形態に係る水平射出成形装置において使用されるような取巻き誘導コイルを有する図４の容器の平面図を示す。
【図８】従来技術による垂直構成のスカル融解容器の例の断面図、俯瞰図、および平面図を示す。
【図９】従来技術による垂直構成のスカル融解容器の例の断面図、俯瞰図、および平面図を示す。
【図１０】従来技術による垂直構成のスカル融解容器の例の断面図、俯瞰図、および平面図を示す。
【図１１】本開示の実施形態に係る、射出成形装置における取巻き誘導コイルを有する図４の容器の詳細な俯瞰図を示す。
【図１２】図１１の容器および取巻き誘導コイルの透視図を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、添付図面に示される典型的な実施形態が詳しく言及される。以下の説明は、実施形態を１つの好適な実施形態に限定することを意図するものではないことを理解すべきである。反対に、特許請求の範囲によって定義されるような説明された実施形態の主旨および範囲に含まれ得るように代替例、変形例、および均等物を包含することが意図される。
【００１５】
本明細書において引用される出版物、特許、および特許出願は全て、参照によってその全体が本願に組み込まれる。
【００１６】
冠詞の「ａ」および「ａｎ」は、本明細書において、その冠詞が指す文法上の目的語の１つまたは複数（すなわち少なくとも１つ）に言及するように用いられる。一例として、「ポリマ樹脂」（“ａ  ｐｏｌｙｍｅｒ  ｒｅｓｉｎ”）は、１つのポリマ樹脂または複数のポリマ樹脂を意味する。本明細書で言及される範囲はいずれも包括的である。本明細書を通して用いられる「概ね」および「約」という用語は、わずかな変動を表し説明するために用いられる。たとえばそれらは、±２％以下、±１％以下、±０．５％以下、±０．２％以下、±０．１％以下、±０．０５％以下など、±５％以下に言及してよい。
【００１７】
バルク凝固アモルファス合金またはバルク金属ガラス（「ＢＭＧ」）は、近年発達した種類の金属材料である。これらの合金は、比較的緩慢な速度で凝固し冷却されてよく、室温においてアモルファス非晶質（すなわちガラス状の）状態を保つ。アモルファス合金は、結晶質の相対物と比べて優れた特性を数多く有する。しかし、冷却率が十分に高くない場合、冷却中に合金の内部に結晶が形成され、アモルファス状態の利点が失われ得る。たとえば、バルクアモルファス合金部品の製造に伴う１つの難点は、緩慢な冷却または生の合金材料における不純物のいずれかに起因する部品の部分的結晶化である。ＢＭＧ部品において高い度合のアモルフィス性（逆に言うと低い度合の結晶化度）が望ましいので、制御された量のアモルフィス性を有するＢＭＧ部品を鋳造するための方法を開発する必要がある。
【００１８】
（米国特許第７，５７５，０４０号から得られる）図１は、リキッドメタルテクノロジーによって製造されたＺｒ−−Ｔｉ−−Ｎｉ−−Ｃｕ−−Ｂｅ類のＶＩＴ−００１シリーズによる典型的なバルク凝固アモルファス合金の粘度温度グラフを示す。ただし、アモルファス固体の形成中、バルク凝固アモルファス金属の透明液体／固体変態は存在しない。溶融合金は、ガラス遷移温度付近で固体状態に達するまで、過冷却が進むにつれて粘度を増す。したがって、バルク凝固アモルファス合金の凝固前面の温度は、ガラス遷移温度付近であってよく、合金は事実上、急冷アモルファスシート製品を引き抜くことを目的とした固体として機能する。
【００１９】
（米国特許第７，５７５，０４０号から得られる）図２は、典型的なバルク凝固アモルファス合金の時間温度変態（ＴＴＴ）冷却曲線、すなわちＴＴＴ図を示す。バルク凝固アモルファス合金は、従来の金属と同様、冷却による液体／固体結晶化変態を経験することはない。代わりに、（「融解温度」Ｔｍ付近の）高温で見られる金属の高流動性非晶質状態は、温度が（ガラス遷移温度Ｔｇ付近に）下がるにつれ粘度を増し、最終的には従来の固体の外側物理特性を示す。
【００２０】
バルク凝固アモルファス金属には液体／結晶化変態は存在しないが、「融解温度」Ｔｍは、対応する結晶相の熱力学的液体温度として定義されてよい。この状態下で、融解温度におけるバルク凝固アモルファス合金の粘度は、約０．１ポアズ〜約１０，０００ポアズの範囲内であってよく、場合によっては０．０１ポアズ未満である。「融解温度」における低い粘度により、ＢＭＧ部品を形成する際、複雑なシェル／成形型部分へのバルク凝固アモルファス金属の充填が迅速かつ完璧になる。また、ＢＭＧ部品を形成するための溶融金属の冷却率は、冷却中の時間温度プロファイルが、図２のＴＴＴ図における結晶化領域の境界を示す鼻形領域を通らないようにしなければならない。図２において、Ｔｎｏｓｅは、結晶化が最も急速化し最短時間スケールで生じる臨界結晶化温度Ｔｘである。
【００２１】
ＴｇとＴｘとの間の温度領域である過冷却液体領域は、バルク凝固合金の結晶化に対する並外れた安定性を明示するものである。この温度領域において、バルク凝固合金は、高粘度液体として存在し得る。過冷却液体領域におけるバルク凝固合金の粘度は、ガラス遷移温度における１０１２パスカル秒から、過冷却液体領域における高温上限である結晶化温度において１０５パスカル秒まで変化し得る。そのような粘度を有する液体は、加圧下で大幅な塑性歪みを経験し得る。本明細書の実施形態は、過冷却液体領域における多大な塑性成形性を形成および分離方法として利用する。
【００２２】
Ｔｘに関する事項を明確に説明する必要がある。技術的に、ＴＴＴ図に示される鼻形曲線は、Ｔｘを温度および時間の関数として表す。したがって、金属合金の過熱または冷却中に通る軌道に関わらず、ＴＴＴ曲線と接するものはＴｘに到達する。図２において、Ｔｘは、Ｔｍ付近からＴｇ付近まで変化し得るような点線として示される。
【００２３】
図２の略式ＴＴＴ図は、（典型的な軌道として（１）で示す）時間温度軌道がＴＴＴ曲線と接しない、Ｔｍ以上からＴｇ未満までのダイ鋳造の加工方法を示す。ダイ鋳造中、軌道がＴＴＴ曲線と接することを防ぐために、急速冷却と概ね同時に成形が行われる。Ｔｇ以下からＴｍ未満までの超塑性成形法（ＳＰＦ）に関する加工方法は、（典型的な軌道として（２）、（３）、および（４）で示す）時間温度軌道がＴＴＴ曲線に接しない。ＳＰＦにおいて、アモルファスＢＭＧは過冷却液体領域内まで再加熱され、使用可能な加工ウインドウはダイ鋳造よりも大きくなってよく、その結果、加工の制御性が増す。ＳＰＦ加工方法は、冷却中の結晶化を防ぐための急速冷却を必要としない。また、典型的な軌道（２）、（３）、および（４）に示すように、ＳＰＦは、ＳＰＦがＴｎｏｓｅより上またはＴｎｏｓｅより下、最大およそＴｍになるまでの最高温度で実行され得る。アモルファス合金片を加熱しつつＴＴＴ曲線に接しないように管理する場合、「ＴｇとＴｍとの間」で加熱するが、Ｔｘには到達しない。
【００２４】
２０Ｃ／分の加熱率が用いられるバルク凝固アモルファス合金の典型的な示差走査熱量計（ＤＳＣ）加熱曲線は、大半の部分について、ＴＴＴデータと交差する特定の軌道を描き、ここでは、特定の温度のＴｇ、ＤＳＣ加熱傾斜がＴＴＴ結晶化開始と交差するＴｘ、および最終的に同じ軌道が融解のための温度範囲と交差する融解ピークが見られる。図２における軌道（２）、（３）、および（４）の上昇部分によって示されるような急速加熱測度でバルク凝固アモルファス合金を加熱した場合、ＴＴＴ曲線を完全に回避することができ、ＤＳＣデータは、加熱におけるＴｘではないガラス遷移を示す。他の方法で考えると、軌道（２）、（３）、および（４）は、結晶化曲線に接しない限り、ＴＴＴ曲線の鼻部（およびそれより上）とＴｇ直線との間の範囲の温度になり得る。これは単に、軌道における平坦域は、加工温度を上げると大幅に短くなり得ることを意味する。
【００２５】
相
本明細書における「相」という用語は、熱力学相図において見られるものを指し得る。相は、金属の全ての物理特性が本質的に均一である空間領域（たとえば熱力学系）である。物理特性の例は、密度、屈折率、化学組成、および格子周期性を含む。相を簡単に説明すると、化学的に均一であり、物理的に異なり、および／または機械的に分離可能な材料領域である。たとえば、ガラスジャー内の氷と水から成る系において、角氷は１つの相であり、水は第２の相であり、水上にある湿った空気は第３の相である。ジャーのガラスは、他の別個の相である。相は、２相、３相、４相、またはそれ以上の溶体であってよい固溶体、またはたとえば金属間化合物などの化合物を指してよい。他の例として、アモルファス相は、結晶相とは異なる。
【００２６】
金属、遷移金属、および非金属
「金属」という用語は、陽電性化学元素を指す。本明細書における「元素」という用語は、一般に、周期表にある元素を指す。物理的に、基底状態における金属原子は、占有状態に接して空状態を有する部分的充満帯を含む。「遷移金属」という用語は、周期表のグループ３〜１２にある金属元素のいずれかであり、不完全な内部電子殻を有し、一連の元素のうち最も陽電性のものと最も陽電性でないものとの間の遷移リンクとして機能するものである。遷移金属は、複数の原子価、着色化合物、および安定した錯イオンを形成する能力を特徴とする。「非金属」という用語は、電子を失って陽イオンを形成する力を有さない化学元素を指す。
【００２７】
用途に依存して、任意の適切な非金属元素、またはそれらの組み合わせが用いられ得る。合金（または「合金組成物」）は、たとえば少なくとも２つ、少なくとも３つ、少なくとも４つ、またはそれ以上の非金属元素など複数の非金属元素を備えてよい。非金属元素は、周期表のグループ１３〜１７にある任意の元素であってよい。たとえば、非金属元素は、Ｆ、Ｃｌ、Ｂｒ、Ｉ、Ａｔ、Ｏ、Ｓ、Ｓｅ、Ｔｅ、Ｐｏ、Ｎ、Ｐ、Ａｓ、Ｓｂ、Ｂｉ、Ｃ、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｓｎ、Ｐｂ、およびＢのいずれか１つであってよい。場合によっては、非金属元素は、グループ１３〜１７における特定のメタロイド（たとえばＢ、Ｓｉ、Ｇｅ、Ａｓ、Ｓｂ、Ｔｅ、およびＰｏ）を指してもよい。１つの実施形態において、非金属元素は、Ｂ、Ｓｉ、Ｃ、Ｐ、またはそれらの組み合わせを含み得る。したがって、たとえば、合金は、ホウ化物、炭化物、またはその両方を備え得る。
【００２８】
遷移金属元素は、スカンジウム、チタン、バナジウム、クロム、マンガン、鉄、コバルト、ニッケル、銅、亜鉛、イットリウム、ジルコニウム、ニオブ、モリブデン、テクニチウム、ルテニウム、ロジウム、パラジウム、銀、カドミウム、ハフニウム、タンタル、タングステン、レニウム、オスミウム、イリジウム、白金、金、水銀、ラザホージウム、ドブニウム、シーボーギウム、ボーリウム、ハッシウム、マイトネリウム、ウンウンニリウム、ウンウンウニウム、およびウンウンビウムのいずれかであってよい。１つの実施形態において、遷移金属元素を含有するＢＭＧは、Ｓｃ、Ｙ、Ｌａ、Ａｃ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｗ、Ｍｎ、Ｔｃ、Ｒｅ、Ｆｅ、Ｒｕ、Ｏｓ、Ｃｏ、Ｒｈ、Ｉｒ、Ｎｉ、Ｐｄ、Ｐｔ、Ｃｕ、Ａｇ、Ａｕ、Ｚｎ、Ｃｄ、およびＨｇの少なくとも１つを有し得る。用途に依存して、任意の適切な遷移金属元素、またはそれらの組み合わせが用いられ得る。合金組成物は、たとえば少なくとも２つ、少なくとも３つ、少なくとも４つ、またはそれ以上の遷移金属元素など複数の遷移金属元素を備え得る。
【００２９】
本明細書で説明される合金や合金「試料」または「試験体」合金は、任意の形状やサイズを有し得る。たとえば、合金は、たとえば球形、楕円形、線状、棒状、シート状、フレーク状、または不規則形などの形状を有し得る微粒子形状であってよい。微粒子は任意のサイズを有し得る。粒子はたとえば、約５ミクロン〜約８０ミクロン、約１０ミクロン〜約６０ミクロン、約１５ミクロン〜約５０ミクロン、約１５ミクロン〜約４５ミクロン、約２０ミクロン〜約４０ミクロン、約２５ミクロン〜約３５ミクロンなど、約１ミクロン〜約１００ミクロンの平均径を有し得る。たとえば１つの実施形態において、微粒子の平均径は、約２５ミクロン〜約４４ミクロンである。いくつかの実施形態において、たとえばナノメートル範囲などより小さな微粒子、またはたとえば１００ミクロンを超えるより大きな微粒子が用いられ得る。
【００３０】
合金試料または試験体は、更に大きな寸法であってもよい。たとえばそれは、ミリメートル、センチメートル、またはメートル範囲の寸法を有する、鋳塊、電子デバイスのハウジング／ケーシング、または構造部品の一部などのバルク構造部品であってよい。
【００３１】
固溶体
「固溶体」という用語は、固体状態の溶体を指す。「溶体」という用語は、固体、液体、気体、またはそれらの組み合わせであってよい２つ以上の物質の混合物を指す。混合物は、均質または不均質であってよい。「混合物」という用語は、互いに結合しており、通常、分離することが可能な２つ以上の物質の組成物である。通常、２つ以上の物質は、互いに化学結合していない。
【００３２】
合金
いくつかの実施形態において、本明細書で説明される合金組成物は、完全合金化であってよい。１つの実施形態において、「合金」は、２つ以上の金属の均質混合物または固溶体を指し、その１つの原子が他の原子間の格子間位置を置換または占有するものであり、たとえばブラスは亜鉛と銅との合金である。合金は、組成物とは対照的に、たとえば金属マトリックス内の１つまたは複数の化合物など、金属マトリックス内の１つまたは複数の元素の部分固溶体または完全固溶体を指してよい。本明細書における合金という用語は、単一の固相微細構造を生じ得る完全固溶体合金および２つ以上の相を生じ得る部分溶体の両方を指し得る。本明細書で説明される合金組成物は、合金を備えるもの、または合金含有複合材を備えるものを指し得る。
【００３３】
したがって、完全合金化合金は、固溶体相、化合物相、またはその両方である成分の均質分布を有し得る。本明細書で用いられる「完全合金化」という用語は、許容誤差内のわずかな変動を説明し得る。たとえば、この用語は、たとえば少なくとも９５％合金化、少なくとも９９％合金化、少なくとも９９．５％合金化、少なくとも９９．９％合金化など、少なくとも９０％の合金化を指してよい。本明細書における百分率は、文脈に依存して、体積百分率または重量百分率のいずれかを指してよい。これらの百分率は、合金の一部ではない組成物または相に関し得る不純物によって釣り合わせられ得る。
【００３４】
アモルファスまたは非晶質固体
「アモルファス」または「非晶質固体」は、結晶の特徴である格子周期性がない固体である。本明細書で用いられる場合、「アモルファス固体」は、ガラス遷移点を通って加熱すると軟化し液体状に変態するアモルファス固体である「ガラス」を含む。通常、アモルファス材料は結晶の長距離規則特性を欠くが、それらは、化学結合特性に起因した原子長さスケールの何らかの短距離規則を有し得る。アモルファス固体と結晶質固体とは、たとえばＸ線回析および透視型電子顕微法などの構造特性解析技術によって決定されるような格子周期性に基づいて区別され得る。
【００３５】
「規則」および「不規則」という用語は、多粒子系における何らかの対称性または相関性の存在または不在を指す。「長距離規則」および「短距離規則」という用語は、長さスケールに基づいて材料における規則を区別する。
【００３６】
固体における規則の最も精密な形状は格子周期性であり、特定のパターン（単位セル内の原子の配置）が幾度も繰り返され、空間の並進不変タイリングを形成する。これは、結晶を特徴付ける特性である。考えられる対称性は、１４のブラベー格子および２３０の空間群に分類された。
【００３７】
格子周期性は、長距離規則を暗示する。１つの単位セルしか知られていない場合、並進対称性により、任意の距離におけるすべての原子位置を正確に予想することが可能である。たとえば完全に決定性のあるタイリングを有するが格子周期性を有さない準結晶における場合を除き、通常、逆も真である。
【００３８】
長距離規則は、同一試料の遠隔部分が相関性のある性質を示す物理系を特徴付ける。これは、相関関数、すなわち、スピン−スピン相関関数、Ｇ（ｘ，ｘ’）＝〈ｓ（ｘ），ｓ（ｘ’）〉として表すことができる。
【００３９】
上記関数において、ｓはスピン量子数であり、ｘは特定の系における距離関数である。この関数は、ｘ＝ｘ’である時１に等しく、距離｜ｘ−ｘ’｜が大きくなるほど小さくなる。これは通常、大きな距離においてゼロまで指数関数的に衰退し、系は不規則であると考えられる。しかし、相関関数が大きな｜ｘ−ｘ’｜において定数まで衰退すると、系は、長距離規則を有すると言える。相関関数が距離力によりゼロまで衰退すると、これは、準長距離規則と称され得る。ただし、｜ｘ−ｘ’｜の大きな値を構成するものが関係する。
【００４０】
系は、たとえばスピンガラスなど、性質を決定するいくつかのパラメータが、時間進化しない確率変数である（すなわち、それらが急冷または凍結されている）場合、凍結不規則性を示すと言える。これは、確率変数が自身を進化させるアニール不規則と対照的である。本明細書の実施形態は、凍結不規則を備える系を含む。
【００４１】
本明細書における合金は、結晶質、部分結晶質、アモルファス、またはほぼアモルファスであってよい。たとえば、合金試料／試験体は、ナノメートルおよび／またはマイクロメートル範囲のサイズを有する粒／結晶を備えた、少なくとも幾らかの結晶化度を含み得る。あるいは合金は、ほぼアモルファス、たとえば完全にアモルファスであってもよい。１つの実施形態において、合金組成物は、たとえばほぼ結晶質、完全に結晶質など、少なくともほぼ非アモルファスである。
【００４２】
１つの実施形態において、アモルファス合金における結晶または複数の結晶の存在は、「結晶相」と解釈され得る。合金の結晶化度の度合（またはいくつかの実施形態において端的に「結晶化度」）は、合金内に存在する結晶相の量を指し得る。この度合は、たとえば、合金内に存在する結晶分率を指し得る。分率は、文脈に依存して体積分率または重量分率を指してよい。アモルファス合金がどれほど「アモルファス」であるかの測定値がアモルファス度であり得る。アモルフィス度は、結晶化度の度合の観点から測定され得る。たとえば１つの実施形態において、低い度合の結晶化度を有する合金は、高い度合のアモルファス度を有すると言える。１つの実施形態において、たとえば、６０ｖｏｌ％の結晶相を有する合金は、４０ｖｏｌ％のアモルファス相を有し得る。
【００４３】
アモルファス合金またはアモルファス金属
「アモルファス合金」は、体積において５０％より多く、好適にはアモルファス含有量の体積において９０％より多く、更に好適にはアモルファス含有量の体積において９５％より多く、最も好適にはアモルファス含有量の体積において９９％より多くほぼ１００％のアモルファス含有量を有する合金である。ただし、上述したように、アモルファス度が高い合金は、相当して結晶化度の度合が低い。「アモルファス金属」は、不規則原子スケール構造を有するアモルファス金属材料である。結晶質であるがゆえに高度に規則的な原子配置を有する多くの金属と対照的に、アモルファス合金は非結晶質である。そのような不規則構造が冷却中に液体状態から直接生じる材料は、場合によって「ガラス」と称される。したがって、アモルファス金属は一般的に、「金属ガラス」または「ガラス状金属」と称される。１つの実施形態において、バルク金属ガラス（「ＢＭＧ」）は、微細構造が少なくとも部分的にアモルファスである合金を指し得る。しかし、アモルファス金属を生成するための急速冷却以外のいくつかの方法が存在し、それらは物理蒸着、固体状態反応、イオン照射、溶融紡糸、および機械的合金化を含む。アモルファス合金は、どのように作られたかに関わらず、単一種類の材料であってよい。
【００４４】
アモルファス金属は、様々な急冷方法によって生成され得る。たとえば、アモルファス金属は、紡糸金属ディスクに溶融金属をスパッタすることによって生成され得る。およそ毎秒数百万度の急速冷却は、結晶が生じるには速すぎるので、材料はガラス状態に「固定」される。また、アモルファス金属／合金は、たとえばバルク金属ガラスなど、厚い層のアモルファス構造を形成することができるように十分低い臨界冷却率で生成され得る。
【００４５】
本明細書において、「バルク金属ガラス」（「ＢＭＧ」）、バルクアモルファス合金（「ＢＡＡ」）、およびバルク凝固アモルファス合金という用語は、相互置換的に用いられる。それらは、少なくともミリメートル範囲の最小寸法を有するアモルファス合金を指す。たとえば寸法は、たとえば少なくとも約１ｍｍ、少なくとも約２ｍｍ、少なくとも約４ｍｍ、少なくとも約５ｍｍ、少なくとも約６ｍｍ、少なくとも約８ｍｍ、少なくとも約１０ｍｍ、少なくとも約１２ｍｍなど、少なくとも約０．５ｍｍであってよい。幾何学的形状に依存して、寸法は、直径、半径、厚さ、幅、長さなどを指し得る。ＢＭＧは、たとえば少なくとも約１．０ｃｍ、少なくとも約２．０ｃｍ、少なくとも約５．０ｃｍ、少なくとも約１０．０ｃｍなど、少なくとも１つのセンチメートル範囲の寸法を有する金属ガラスであってもよい。いくつかの実施形態において、ＢＭＧは、少なくともメートル範囲の少なくとも１つの寸法を有してよい。ＢＭＧは、金属ガラスに関して上述された形状または形態のいずれかであってよい。したがって、いくつかの実施形態において本明細書で説明されるＢＭＧは、１つの重要な態様において従来の堆積技術によって製造される薄いフィルムとは異なり、前者は後者よりも大幅に大きい寸法であってよい。
【００４６】
アモルファス金属は、純金属ではなく合金であってよい。合金は、著しく異なるサイズの原子を含んでよく、溶融状態における自由堆積が小さくなる（ことによって、他の金属および合金よりも桁違いに高い粘度を有する）。粘度は、規則性を持った格子を形成するために十分に原子が動くことを阻止する。その結果、材料構造は、冷却中の収縮率および塑性変形に対する耐性が低くなり得る。いくつかの場合において結晶質材料の弱い箇所である結晶粒界が存在しないことにより、たとえば、摩耗および腐食への耐性は高くなり得る。１つの実施形態において、アモルファス金属、すなわち技術的にはガラスは、酸化物ガラスおよびセラミックよりも著しく頑丈であり、脆弱ではないこともある。
【００４７】
アモルファス金属の熱伝導性は、結晶質の相対物と比べて低くなり得る。緩慢な冷却中にもアモルファス構造の形成を実現するために、合金は、３つ以上の成分から成ってよく、それによって高い位置エネルギおよび低い形成確率を有する複雑な結晶ユニットが生じる。アモルファス合金の形成は、合金の成分組成、（高い充填密度および低い自由堆積をもたらすために好適には１２％を上回る有意差を有する）成分の原子半径、および成分の組み合わせを混合し、結晶核生成を防止し、溶融金属が過冷却状態に保たれる時間を長くする負の熱という、いくつかの要因に依存し得る。しかし、アモルファス合金の形成は多数の様々な可変要素に基づくので、合金組成物がアモルファス合金を形成するか否かを事前に決定することは困難であり得る。
【００４８】
たとえば、ホウ素、シリコン、亜リン酸、および他の磁性金属（鉄、コバルト、ニッケル）を有するガラス形成剤のアモルファス合金は磁気を帯び、低い保磁性および高い電気抵抗を有し得る。高い抵抗は、交流磁場に向けられた場合の渦電流による損失が少なくなり、たとえばトランス磁心として有用な特性をもたらす。
【００４９】
アモルファス合金は、様々な潜在的に有用な特性を有し得る。特に、アモルファス合金は、類似した化学組成の結晶質合金よりも高い強度を有する傾向があり、結晶質合金と比べて大きな可逆（「弾性」）変形に耐え得る。アモルファス金属は、自身の非結晶質構造によって直接的に強度を生み出し、結晶質合金の強度を制限する欠陥（たとえば転位など）を有さない。たとえば、Ｖｉｔｒｅｌｏｙ（登録商標）として知られる近年の１つのアモルファス金属は、高品質チタンのほぼ２倍の抗張力を有する。いくつかの実施形態において、室温における金属ガラスは延性ではなく、張力が負荷されると突然故障する傾向があり、故障が起こりそうなことが分からないため、信頼度が重要な用途における材料適応性を制限する。したがって、この難点を克服するために、延性結晶質金属の樹状粒子または繊維を含む金属ガラスマトリックスを有する金属マトリックス複合材が用いられ得る。あるいは、より深刻な事態を招きやすい元素（たとえばＮｉ）が少ないＢＭＧが用いられ得る。たとえば、ＢＭＧの延性を高めるためにニッケルフリーＢＭＧが用いられ得る。
【００５０】
バルクアモルファス合金の他の有用な特性は、それらが真正ガラスである、すなわち加熱すると軟化し流れ得る点である。それによって、ポリマとほぼ同様に、たとえば射出成形などによる容易な加工が可能になり得る。その結果、アモルファス合金は、スポーツ用品、医療機器、電子部品および機器、および薄いフィルムを製造するために用いられ得る。アモルファス金属の薄いフィルムは、高速酸素燃料技術によって保護コーティングとして堆積され得る。
【００５１】
材料は、アモルファス相、結晶相、またはその両方を有し得る。アモルファス相および結晶相は、同じ化学組成を有するが、微細構造のみが異なる、すなわち一方がアモルファスであり他方が結晶質であってよい。１つの実施形態における微細構造は、顕微鏡によって２５倍以上の倍率で見えるような材料構造を指す。あるいは、２つの相は、異なる化学組成および微細構造を有してよい。たとえば、組成物は、部分的にアモルファス、概ねアモルファス、または完全にアモルファスであってよい。
【００５２】
上述したように、アモルファス度の度合（および逆に言うと結晶質の度合）は、合金内に存在する結晶分率によって測定され得る。この度合は、合金内に存在する結晶相の重量分率の体積分率を指し得る。部分的アモルファス組成物は、たとえば少なくとも約１０ｖｏｌ％、少なくとも約２０ｖｏｌ％、少なくとも約４０ｖｏｌ％、少なくとも約６０ｖｏｌ％、少なくとも約８０ｖｏｌ％、少なくとも約９０ｖｏｌ％など、少なくとも約５ｖｏｌ％がアモルファス相である組成物を指し得る。「概ね」および「約」という用語は、本出願の他の箇所で定義されている。したがって、少なくとも概ねアモルファスである組成物は、たとえば少なくとも約９５ｖｏｌ％、少なくとも約９８ｖｏｌ％、少なくとも約９９ｖｏｌ％、少なくとも約９９．５ｖｏｌ％、少なくとも約９９．８ｖｏｌ％、少なくとも約９９．９ｖｏｌ％など、少なくとも約９０ｖｏｌ％がアモルファスであるものを指し得る。１つの実施形態において、概ねアモルファスである組成物は、その中に存在する、何らかの付随的な少量の結晶相を有し得る。
【００５３】
１つの実施形態において、アモルファス合金組成物は、アモルファス相に関して均質であってよい。組成が均一的である物質が均質である。これは、不均質な物質と対照的である。「組成」という用語は、物質における化学組成および／または微細構造を指す。物質の体積が半分に分割され、どちらの半分も概ね同じ組成を有する場合、その物質は均質である。たとえば、微粒子懸濁液が半分に分割され、どちらの半分も概ね同じ量の微粒子を有する場合、その微粒子懸濁液は均質である。しかし、顕微鏡によって個々の微粒子を見ることができることもある。均質な物質の他の例は、空気中に様々な成分が均等に浮遊しているが、空気中の微粒子、気体、および液体が個別に、または空気とは別に分析され得る空気である。
【００５４】
アモルファス合金に関して均質な組成物は、微細構造全体に概ね均一に分散したアモルファス相を有するものを指し得る。すなわち、組成物は、組成物全体に概ね均一に分散したアモルファス合金を巨視的に備える。代替実施形態において、組成物は、非アモルファス相を含むアモルファス相を有する複合材であってよい。非アモルファス相は、結晶または複数の結晶であってよい。結晶は、たとえば球形、楕円形、線状、棒状、シート状、フレーク状、または不規則形など任意の形の微粒子形状であってよい。１つの実施形態において、結晶は、樹状形状を有し得る。たとえば、少なくとも部分的にアモルファスである複合組成物は、アモルファス相マトリックス内に散乱した樹状突起状の結晶相を有してよく、散乱は均一または不均一であってよく、アモルファス相および結晶相は同じまたは異なる化学組成を有してよい。１つの実施形態において、それらは概ね同じ化学組成を有する。他の実施形態において、結晶相は、ＢＭＧ相よりも延性が高い延性を有し得る。
【００５５】
本明細書で説明される方法は、任意の種類のアモルファス合金に適用可能である。同様に、物品または組成物の成分として本明細書で説明されるアモルファス合金は、任意の種類であってよい。アモルファス合金は、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｔｉ、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｐｔ、Ｐｄ、Ｆｅ、Ｍｇ、Ａｕ、Ｌａ、Ａｇ、Ａｌ、Ｍｏ、Ｎｂ、Ｂｅ元素、またはそれらの組み合わせを備え得る。すなわち、合金は、これらの元素の任意の組み合わせを化学式または化学組成に含み得る。元素は、様々な重量百分率または体積百分率で存在し得る。たとえば、鉄「ベース」合金は、その中にわずかではない重量百分率の鉄が存在する合金を指してよく、その重量百分率は、たとえば少なくとも約４０ｗｔ％、少なくとも約５０ｗｔ％、少なくとも約６０ｗｔ％、少なくとも約８０ｗｔ％など、少なくとも約２０ｗｔ％であってよい。あるいは、１つの実施形態において、上述した百分率は、重量百分率ではなく体積百分率であってもよい。それに応じてアモルファス合金は、ジルコニウムベース、チタンベース、白金ベース、パラジウムベース、金ベース、銀ベース、銅ベース、鉄ベース、ニッケルベース、アルミニウムベース、モリブデンベースなどであってよい。また合金は、特定の目的に合わせて、上記元素のいずれも含まなくてもよい。たとえばいくつかの実施形態において、合金、または合金を含む組成物は、ニッケル、アルミニウム、チタン、ベリリウム、またはそれらの組み合わせをほぼ含まなくてもよい。１つの実施形態において、合金または組成物は、ニッケル、アルミニウム、チタン、ベリリウム、またはそれらの組み合わせを全く含まない。
【００５６】
たとえば、アモルファス合金は、化学式（Ｚｒ，Ｔｉ）ａ（Ｎｉ，Ｃｕ，Ｆｅ）ｂ（Ｂｅ，Ａｌ，Ｓｉ，Ｂ）ｃを有してよく、式中、ａ、ｂ、およびｃはそれぞれ重量百分率または原子百分率を表す。１つの実施形態において、原子百分率においてａは３０〜７５の範囲内であり、ｂは５〜６０の範囲内であり、ｃは０〜５０の範囲内である。あるいは、アモルファス合金は、化学式（Ｚｒ，Ｔｉ）ａ（Ｎｉ，Ｃｕ）ｂ（Ｂｅ）ｃを有し、式中、ａ、ｂ、およびｃはそれぞれ重量百分率または原子百分率を表す。１つの実施形態において、原子百分率においてａは４０〜７５の範囲内であり、ｂは５〜５０の範囲内であり、ｃは５〜５０の範囲内である。合金はまた、化学式（Ｚｒ，Ｔｉ）ａ（Ｎｉ，Ｃｕ）ｂ（Ｂｅ）ｃを有してよく、式中、ａ、ｂ、およびｃはそれぞれ重量百分率または原子百分率を表す。１つの実施形態において、原子百分率においてａは４５〜６５の範囲内であり、ｂは７．５〜３５の範囲内であり、ｃは１０〜３７．５の範囲内である。あるいは合金は、化学式（Ｚｒ）ａ（Ｎｂ，Ｔｉ）ｂ（Ｎｉ，Ｃｕ）ｃ（Ａｌ）ｄを有してよく、式中、ａ、ｂ、ｃ、およびｄはそれぞれ重量百分率または原子百分率を表す。１つの実施形態において、原子百分率においてａは４５〜６５の範囲内であり、ｂは０〜１０の範囲内であり、ｃは２０〜４０の範囲内であり、ｄは７．５〜１５の範囲内である。上述した合金系の１つの典型的な実施形態は、米国カリフォルニア州のリキッドメタルテクノロジーズ社によって製造される、たとえばＶｉｔｒｅｌｏｙ−１およびＶｉｔｒｅｌｏｙ−１０１など、Ｖｉｔｒｅｌｏｙ（登録商標）という商標名を有するＺｒ−Ｔｉ−Ｎｉ−Ｃｕ−Ｂｅベースのアモルファス合金である。異系統のアモルファス合金のいくつかの例が表１および表２に記載される。
【００５７】
【表１】
0006722660.tif 000002
【００５８】
【表２】
0006722660.tif 000003
【００５９】
他の典型的な鉄金属ベース合金は、たとえば米国特許出願第２００７／００７９９０７号および第２００８／０１１８３８７号に開示されるような組成物を含む。これらの組成物は、Ｆｅ（Ｍｎ，Ｃｏ，Ｎｉ，Ｃｕ）（Ｃ，Ｓｉ，Ｂ，Ｐ，Ａｌ）系を含み、この場合、典型的な組成物であるＦｅ４８Ｃｒ１５Ｍｏ１４Ｙ２Ｃ１５Ｂ６と同様、Ｆｅ含有率は６０〜７５原子百分率であり、（Ｍｎ，Ｃｏ，Ｎｉ，Ｃｕ）の合計は５〜２５原子百分率の範囲内であり、（Ｃ，Ｓｉ，Ｂ，Ｐ，Ａｌ）の合計は８〜２０原子百分率の範囲内である。これらは、Ｆｅ−Ｃｒ−Ｍｏ−（Ｙ，Ｌｎ）−Ｃ−Ｂ、Ｃｏ−Ｃｒ−Ｍｏ−Ｌｎ−Ｃ−Ｂ、Ｆｅ−Ｍｎ−Ｃｒ−Ｍｏ−（Ｙ，Ｌｎ）−Ｃ−Ｂ、（Ｆｅ，Ｃｒ，Ｃｏ）−（Ｍｏ，Ｍｎ）−（Ｃ，Ｂ）−Ｙ、Ｆｅ−（Ｃｏ，Ｎｉ）−（Ｚｒ，Ｎｂ，Ｔａ）−（Ｍｏ，Ｗ）−Ｂ、Ｆｅ−（Ａｌ，Ｇａ）−（Ｐ，Ｃ，Ｂ，Ｓｉ，Ｇｅ）、Ｆｅ−（Ｃｏ，Ｃｒ，Ｍｏ，Ｇａ，Ｓｂ）−Ｐ−Ｂ−Ｃ、（Ｆｅ，Ｃｏ）−Ｂ−Ｓｉ−Ｎｂ合金、およびＦｅ−（Ｃｒ−Ｍｏ）−（Ｃ，Ｂ）−Ｔｍで表される合金系も含み、式中、Ｌｎはランタニド元素を表し、Ｔｍは遷移金属元素を表す。また、アモルファス合金は、米国特許出願第２０１０／０３００１４８号に記載される典型的な組成物であるＦｅ８０Ｐ１２．５Ｃ５Ｂ２．５、Ｆｅ８０Ｐ１１Ｃ５Ｂ２．５Ｓｉ１．５、Ｆｅ７４．５Ｍｏ５．５Ｐ１２．５Ｃ５Ｂ２．５、Ｆｅ７４．５Ｍｏ５．５Ｐ１１Ｃ５Ｂ２．５Ｓｉ１．５、Ｆｅ７０Ｍｏ５Ｎｉ５Ｐ１２．５Ｃ５Ｂ２．５、Ｆｅ７０Ｍｏ５Ｎｉ５Ｐ１１Ｃ５Ｂ２．５Ｓｉ１．５、Ｆｅ６８Ｍｏ５Ｎｉ５Ｃｒ２Ｐ１２．５Ｃ５Ｂ２．５、およびＦｅ６８Ｍｏ５Ｎｉ５Ｃｒ２Ｐ１１Ｃ５Ｂ２．５Ｓｉ１．５の１つであってもよい。
【００６０】
アモルファス合金は、たとえば（Ｆｅ，Ｎｉ，Ｃｏ）ベースの合金などの鉄系合金であってもよい。そのような組成物の例は、米国特許第６，３２５，８６８号、第５，２８８，３４４号、第５，３６８，６５９号、第５，６１８，３５９号、および第５，７３５，９７５号、イノウエ氏他著、Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．第７１巻、４６４頁（１９９７）、シェン氏他著、Ｍａｔｅｒ．Ｔｒａｎｓ．，ＪＩＭ、第４２巻、２１３６頁（２００１）、および日本国特許出願第２００１２６２７７号（公開番号第２００１３０３２１８Ａ号）に開示される。１つの典型的な組成物は、Ｆｅ７２Ａｌ５Ｇａ２Ｐ１１Ｃ６Ｂ４である。他の例は、Ｆｅ７２Ａｌ７Ｚｒ１０Ｍｏ５Ｗ２Ｂ１５である。本明細書においてコーティングに用いられ得る他の鉄ベース合金系は、米国特許出願第２０１０／００８４０５２号に開示され、ここではアモルファス金属は、たとえば、括弧内に記載した範囲内の成分として、マンガン（１〜３原子％）、イットリウム（０．１〜１０原子％）、およびシリコン（０．３〜３．１原子％）を含み、括弧内に記載した特定の範囲内の成分として以下の元素、クロム（１５〜２０原子％）、モリブデン（２〜１５原子％）、タングステン（１〜３原子％）、ホウ素（５〜１６原子％）、炭素（３〜１６原子％）を含み、残りが鉄である。
【００６１】
上述したアモルファス合金系は、たとえばＮｂ、Ｃｒ、Ｖ、およびＣｏを含む追加の遷移金属元素など、追加の元素を更に含み得る。追加元素は、たとえば約２０ｗｔ％以下、約１０ｗｔ％以下、約５ｗｔ％以下など、約３０ｗｔ％以下の割合で存在し得る。１つの実施形態において、追加の任意選択的な元素は、炭化物を形成し耐摩耗性および耐腐食性を更に改善するためのコバルト、マンガン、ジルコニウム、タンタル、ニオブ、タングステン、イットリウム、チタン、バナジウム、およびハフニウムの少なくとも１つである。更なる任意選択的な元素は、融解点を下げるための、合計最大約２％、好適には１％未満の亜リン酸、ゲルマニウム、およびヒ素を含んでよい。それ以外の場合、付随的な不純物は、約２％未満、好適には０．５％未満でなければならない。
【００６２】
いくつかの実施形態において、アモルファス合金を有する組成物は、少量の不純物を含み得る。不純物元素は、たとえば機械特性（たとえば硬度、強度、破壊機構など）の改善および／または耐腐食性の改善など、組成物の特性を修正するために意図的に追加され得る。あるいは、不純物は、たとえば加工および製造の副産物として生じるものなど、不可避の付随的な不純物として存在することもある。不純物は、たとえば約５ｗｔ％、約２ｗｔ％、約１ｗｔ％、約０．５ｗｔ％、約０．１ｗｔ％など、約１０ｗｔ％以下であってよい。いくつかの実施形態において、これらの百分率は、重量百分率ではなく体積百分率であってもよい。１つの実施形態において、合金試料／組成物は、（付随的な少量の不純物しか含まず）本質的にアモルファス合金から成る。他の実施形態において、組成物は、（観察可能な量の不純物を含まない）アモルファス合金を含む。
【００６３】
１つの実施形態において、完成部品は、バルク凝固アモルファス合金の臨界鋳造厚を超えた。
【００６４】
本明細書の実施形態において、バルク凝固アモルファス合金が高粘度の液体として存在し得る過冷却液体領域の存在により、超塑性成形が可能である。大きな塑性変形が得られ得る。過冷却液体領域における大きな塑性変形に耐える能力は、成形および／または切削プロセスのために用いられる。固体とは対照的に、液体バルク凝固合金は局部的に変形し、切削および成形のために必要なエネルギを大幅に減少させる。切削および成形の容易さは、合金の温度、成形型、および切削工具に依存する。温度が高いほど、粘度は低くなり、切削および成形が容易である。
【００６５】
本明細書の実施形態は、たとえばＴｇとＴｘとの間で実行される、アモルファス合金を用いた熱可塑性成形プロセスを用い得る。本明細書において、ＴｘおよびＴｇは、結晶化温度の起点およびガラス遷移温度の起点として一般的な加熱率（たとえば２０℃／分）における標準ＤＳＣ測定値から決定される。
【００６６】
アモルファス合金部品は、臨界鋳造厚を有してよく、完成部品は、臨界鋳造厚よりも厚い厚さを有し得る。また、加熱および整形作業の時間および温度は、アモルファス合金の弾性歪み限界が１．０％未満にならず、好適には１．５％未満にならずに概ね維持され得るように選択される。本明細書の実施形態の文脈において、ガラス遷移点付近の温度は、成形温度がガラス遷移温度未満、ガラス遷移温度前後、およびガラス遷移温度より上であってよいが好適には結晶化温度Ｔｘ未満の温度であることを意味する。冷却工程は、加熱工程における加熱率と同様の速度、好適には加熱工程における加熱率を上回る速度で実行される。また冷却工程は、好適には成形および整形荷重が維持されたままで遂行される。
【００６７】
電子デバイス
本明細書の実施形態は、ＢＭＧを用いる電子デバイスの製造において価値を有し得る。本明細書における電子デバイスは、当該技術において知られている任意の電子デバイスを指し得る。たとえば、電子デバイスは、携帯電話および固定電話などの電話、またはたとえばｉＰｈｏｎｅ（登録商標）を含むスマートフォン、および電子メール送信／受信電子デバイスなど任意の通信デバイスであってよい。電子デバイスは、たとえばデジタルディスプレイ、テレビモニタ、電子ブックリーダ、ポータブルウェブブラウザ（たとえばｉＰａｄ（登録商標））、およびコンピュータモニタなどのディスプレイの一部であってよい。また電子デバイスは、ポータブルＤＶＤプレーヤ、従来のＤＶＤプレーヤ、ブルーレイディスクプレーヤ、ビデオゲーム機、たとえばポータブル音楽プレーヤ（たとえばｉＰｏｄ（登録商標））などの音楽プレーヤなどを含むエンタテイメントデバイスであってもよい。また電子デバイスは、たとえば画像、映像、音声のストリーミングの制御などの制御を提供するデバイス（たとえばＡｐｐｌｅ  ＴＶ（登録商標））の一部であってよく、または、電子デバイスの遠隔制御装置であってもよい。電子デバイスは、たとえばハードドライブタワーハウジングまたはケーシング、ラップトップハウジング、ラップトップキーボード、ラップトップトラックパッド、デスクトップキーボード、マウス、およびスピーカなど、コンピュータの一部またはコンピュータアクセサリであってよい。物品は、たとえば携帯用時計や据置用時計などのデバイスにも適用され得る。
【００６８】
本明細書の実施形態によると、容器のボディを貫通して形成されるスロットまたはギャップによって、材料を融解するための（たとえば誘導コイルからの）磁場を受け取り、導き、受け入れ、および／または利用するように構成された、材料（たとえば金属または金属合金）を融解するための容器が提供される。また、本明細書の実施形態は、二次場集中容器を有する射出成形装置または射出成形機、および本明細書の典型的な実施形態に開示される容器の使用方法を開示する。
【００６９】
様々な実施形態によると、調温型容器が提供される。容器は、長手方向に沿って第１の端部および第２の端部を有する略管状ボディと、略管状ボディの全厚を貫通し、かつ略管状ボディの第１の端部と第２の端部との間に長手方向に伸長する複数の長手方向スロットと、略管状ボディの内部に液体を流すように構成された１つまたは複数の温度調整チャネルとを含む。容器は、水平に配置され、容器内の融解性材料を融解するように構成された誘導コイルとともに使用するために構成される。複数の長手方向スロットは、誘導コイルによる誘導磁場の適用中、容器内に渦電流を受け入れるように構成される。略管状ボディは、誘導磁場の適用中に融解可能材料を融解するために、誘導磁場からの渦電流によって生成された２次磁場を実質的に封じ込めるように構成される。１つまたは複数の温度調整チャネルは、誘導磁場の適用中に容器の温度を調整するように構成される。
【００７０】
様々な実施形態によると、装置が提供される。装置は、融解するための融解可能材料を受け入れるように構成された内側ボアを有する容器と、容器に隣接して配置され、容器内の融解可能材料を融解するように構成された誘導コイルと、容器に対して動くように構成された先端部を有するプランジャロッドとを含む。容器は更に、容器の全厚を貫通して伸長する複数の長手方向スロットを含む。各長手方向スロットは、誘導コイルによる誘導磁場の適用中、渦電流を内側ボア内に導き、誘導磁場の適用中、融解材料の融解に役立つように構成される。プランジャロッドの先端部は、誘導磁場の適用中、容器内の融解可能材料を収容するための容器の内側ボア内に動くように構成される。
【００７１】
様々な実施形態によると、方法が提供される。方法は、容器内に融解可能材料を供給することと、溶融材料を形成するために容器に隣接して設けられた熱源を作動させることと、熱源の作動中、容器の温度を調整することとを含む。容器は、ボディと、ボディの全厚を貫通して伸長する複数のスロットとを含む。ボディは、複数のスロットを介して容器のボディ内へ渦電流を受け入れることによって、作動中、熱源からの磁場を容器内の融解可能材料に利用するように構成される。また、容器は、１つまたは複数の温度調整チャネルを内部に含む。調整は、１つまたは複数の温度調整チャネル内に流体を流すことを含む。
【００７２】
様々な実施形態によると、方法が提供される。方法は、長手方向に沿って第１の端部および第２の端部を有し、内部に内側ボアを有する容器の略管状ボディを形成することと、略管状ボディ内に液体を流すように構成された１つまたは複数の温度調整チャネルを形成することと、略管状ボディの全厚を貫通し、かつ略管状ボディの第１の端部と第２の端部との間に長手方向に伸長する複数の長手方向スロットを形成することとを含む。複数の長手方向スロットの形成は、ワイヤ放電加工機（ＥＤＭ）プロセスによって成される。容器は、水平に配置され、容器内の融解可能材料を融解するように構成された誘導コイルとともに使用するために構成される。複数の長手方向スロットは、誘導コイルによる誘導磁場の適用中、容器内に渦電流を受け入れるように構成される。略管状ボディは、誘導磁場の適用中、融解可能材料を融解するために、誘導磁場からの渦電流によって生成される第２の磁場を実質的に封じ込めるように構成される。１つまたは複数の温度調整チャネルは、誘導磁場の適用中、容器の温度を調整するように構成される。
【００７３】
また、実施形態によると、融解するための材料はＢＭＧ原料を備え、ＢＭＧ部品が形成され得る。
【００７４】
これらの実施形態および他の実施形態は、図１〜１２を参照して以下で説明される。しかし、当業者は、これらの図に関連して本明細書に記される詳細な説明は、説明のみを目的としており、限定的なものとして解釈されてはならないことを容易に理解する。
【００７５】
本明細書に示される方法、技術、およびデバイスは、図示された実施形態に限定されるものとして意図されていない。本明細書に開示されるように、装置またはシステム（またはデバイスまたは機械）は、たとえばアモルファス合金などの材料の融解および射出成形を実行するように構成される。装置は、成形のために溶融材料を成形型に射出する前に、そのような材料または合金を高い融解温度で融解することによって加工するように構成される。以下で詳述するように、装置の部品は、一列に並ぶように配置される。いくつかの実施形態によると、装置の部品（またはそれらへの通路）は、水平軸上に整列される。以下の実施形態は説明のみを目的とするものであり、限定的なものとして意図されない。
【００７６】
図３は、そのような典型的な装置の概略図を示す。具体的には、図３は、射出成形システム３００、装置、または機械を示す。実施形態によると、射出成形システム３００は、内部に受け入れた融解可能材料３０５を融解するように構成された誘導コイル３２０を有する融解ゾーンと、融解ゾーンから成形型３４０内へ溶融材料３０５を押し出すように構成された少なくとも１つのプランジャロッド３３０とを含み得る。実施形態において、少なくともプランジャロッド３３０および融解ゾーンは水平軸（たとえばＸ軸）上に一列に設けられるので、プランジャロッド３３０は、成形型３４０内に溶融材料３０５を移動させるために実質的に融解ゾーンを通って水平方向に（たとえばＸ軸に沿って）動かされる。しかし、プランジャロッド３３０の水平移動および／または配置は限定的なものとして意図されておらず、ロッドおよび／またはシステム３００の１つまたは複数の部品は、たとえば他の角度移動または垂直移動のために配置されてもよい。成形型は、融解ゾーンに隣接して配置され得る。
【００７７】
融解ゾーン３１０は、融解可能材料を受け入れ、材料が溶融状態まで加熱される際、材料を保持するように構成された融解機構を含む。融解機構は、たとえば、融解可能材料を受け入れ、内部で材料を融解するように構成されたボディを有する容器３１２の形状であってよい。容器３１２は、ボディの受入れまたは融解部３１４内に材料（たとえば原料）を投入するための投入口を有してよい。容器のボディは長さを有し、たとえば図３に示すように長手方向および水平方向に伸長してよく、溶融材料は、プランジャ３３０を用いてそこから水平に移動する。加熱または融解するための材料は、容器３１２の融解部３１４内に受け入れられてよい。実施形態において、容器３１２に受け入れられる材料は、アモルファス合金である。融解部３１４は、装置の融解ゾーン内で融解される融解可能材料を受け入れるように構成される。たとえば、融解部３１４は、材料を受け入れるための面を有する。
【００７８】
本開示を通して用いられる容器は、物質を高温に加熱するために利用される材料で作られたコンテナまたはボディである。容器は、成形型に向かって溶融材料を移動させるためのショットスリーブとしても機能する。「ショットスリーブ」および「容器」という用語は、融解可能材料（たとえばＢＭＧ）を受け入れ、容器内の融解可能材料を融解するために熱源または磁場からの熱が加えられる融解中、そのような材料を収容するためのデバイスに関して、本開示を通して相互置換的に用いられてよい。デバイスは、融解プロセス後の溶融材料を成形型内へ移動させることができる。また、容器３１２は、誘導磁場集中器であってよい。すなわち、容器３１２は、容器３１２内に供給された材料の反応およびそれによる融解を促進するために、磁場（たとえば、誘導源３２０または他の熱源によって生じる２次磁場）を局所的に集中させるように設計および構成される。
【００７９】
実施形態において、容器３１２は、（たとえば真空孔３３２における真空デバイスまたはポンプによって適用された）真空状態下で融解可能材料のために利用されるように構成された低温炉床融解デバイスである。
【００８０】
実施形態において、容器３１２は、容器内の渦電流伝搬（電流密度）を高めるために（たとえば材料である導電性材料よりも更に高い）導電性の材料で被覆され、それによって融解領域内の／誘導コイル３２０に隣接した磁場の強度を増し、溶融合金の温度および場合によっては熱均質性を増加させ得る。
【００８１】
実施形態において、容器３１２は、特定のＲＦ周波数で電磁的に共振するように「同調」されるので、ＲＦエネルギの損失が最小化され、容器およびシステムの効率性が高められる。
【００８２】
実施形態において、容器のボディおよび／または融解部３１４は、略丸形および／または平滑な表面を含んでよい。たとえば、融解部３１４の表面は、アーチ形、丸形、または円形に形成されてよい。しかし、ボディの形状および／または表面は、限定的なものとして意図されていない。ボディは、一体構造であってよく、または一体に連結または機械加工された個別の部品から形成されてよい。
【００８３】
図示された実施形態において、容器３１２のボディは、溶融材料を移動させるためのプランジャロッド３３０を水平方向に貫通させて受け入れるように構成される。あるいは、容器３１２のボディおよびプランジャロッド３３０は、容器３１２に対して（およびその中に、またはそれを貫通して）プランジャロッド３３０が動くことができるように垂直または他の角度で配置されてもよい。すなわち、実施形態において、融解機構、たとえば容器３１２は、プランジャロッドと同軸上にあり、ボディは、プランジャロッド３３０がボディ内におよび／またはボディを貫通して（いずれかの方向に）動く際、プランジャロッド３３０（の少なくとも先端部）を実質的に被覆または封入するように、プランジャロッドの少なくとも一部、たとえばプランジャ先端部を受け入れるように構成され、および／またはそのようなサイズであってよい。このように、プランジャロッド３３０は、実質的に容器３１２を通って動き、溶融材料を成形型３４０内に押し出し、または押し込むことによって、（加熱／融解後の）溶融材料を容器から移動させるように構成され得る。図３に示された装置３００の実施形態を参照すると、たとえば、プランジャロッド３３０は、容器３１２を通って右から左へ水平方向に動き、溶融材料を成形型３４０に向かって移動させ、その中へ押し込む。
【００８４】
プランジャの少なくとも先端部を容器内に実質的に封入することによって、プランジャ先端部は、（たとえばプランジャ先端部の正面の）容器端部における誘導磁場を遮断するために用いることができる。それによってその正面における融解効率は低下し得るが、これは、溶融材料が強磁場エリアから弱磁場エリアへ移動するという理由から、誘導コイルの構成に依存して（たとえば不均一な間隔を有する誘導コイルを用いる場合）、溶融材料の封じ込めに関するいくつかの利点を有し得る。溶融材料は、誘導磁場が概して弱くなり得るプランジャ先端部に逆らって移動し吸取る傾向がある。また、プランジャの先端部は、側部のほぼ全てにおいて容器内にほぼ全体が封入または捕捉されるので、プランジャ先端部およびボートの摩耗が著しく低減され得る。さらに、（内側ボアを用いて）容器によってプランジャ先端部を捕捉することによって、先端部は最小限の動きしかできない。それによって、先端部と内側ボア／ショットスリーブとの間のより均一かつ制御された隙間が可能である。そのような制御された隙間の場合、射出中、バリが隙間に侵入せず、先端部によって吹き飛ぶことがない。本明細書に開示される容器によるバリの低減によって、故障の原因にもなるプランジャ先端部および容器の基本摩耗メカニズムである両部品の摩耗が低減される。
【００８５】
容器は、シールドとして機能するのではなく、容器に設けられた１つまたは複数のスロットを介して磁場を中継するように機能する。誘導コイル／源に電流が通ると、磁場が生成され、コイル内に放出される。このコイル内の磁場は、容器内に電流（渦電流）を生成し、電流は、容器ボディにおける１つまたは複数のスロットによって容器の内側ボア（内面）内を循環することができる。内側ボア内の渦電流は、ボアの内側に他の（第２の）磁場を生成し、この（第２の）磁場は、ボアの中にある任意の融解可能材料（たとえば鋳塊）に電流を生成する。その結果、融解可能材料における電流が材料を加熱し、ジュール加熱によって材料を融解させる。以下で詳述するように、たとえば図４〜７に示す典型的な容器のような本明細書に開示される容器３１２の壁部は更に、ボディ内の融解可能材料を融解するために、誘導磁場の適用中、スロットまたは隙間を介して容器のボア内に渦電流を受け入れおよび／または利用することによって、材料を融解させることができる。加熱および融解中、誘導コイルからのＲＦ電流は容器内で増加し、その結果、融解可能材料を融解するためのより効率的な結合が生じる。また、容器の（高い）壁部によって、融解中または射出中、溶融材料が容器の側部から飛散し、または溢れ出ることがない。溶融材料の出口は、通電中のコイルまたは他のゲーティング機構によって阻止される内側ボア（ショットスリーブ）の下側、または（あり得ないが）上部スロットを通るしかない。また、開示された容器３１２の設計は、非常に強度が高く、曲がることがなく、また曲げられない。
【００８６】
融解ゾーン３１０を加熱し、容器３１２内に受け入れられた融解可能材料を融解するために、射出装置３００は、融解可能材料を加熱および融解するために用いられる熱源も含む。容器の少なくとも融解部３１４は、実質的にボディ全体自体がそうでなくとも、加熱され、内部に受け入れた材料が融解されるように構成される。加熱は、たとえば融解可能材料を融解するように構成された融解ゾーン３１０内に配置された誘導源３２０を用いて実現される。実施形態において、誘導源３２０は、容器３１２に隣接して配置される。たとえば、誘導源３２０は、容器ボディの長さを概ね取り巻く螺旋状に配置されたコイルの形状であってよい。しかし、容器３１２内の材料を融解するように構成された他の構成または様式が用いられてもよい。このように、容器３１２は、電力供給源または電源３２５を用いて、誘導源／コイル３２０に電力が適用された結果、融解可能材料に磁場を供給することによって融解部３１４内で融解可能材料（たとえば挿入された鋳塊３０５）を誘導的に融解するように構成されてよい。したがって、融解ゾーンは、誘導ゾーンを含み得る。誘導コイル３２０は、容器３１２を融解したり濡らしたりすることなく、容器３１２に収容されている任意の材料を加熱および融解するように構成される。誘導コイル３２０は、容器内の材料を融解するための磁場を生成する、容器３１２に向かう無線周波数（ＲＦ）波を放出する。図示するように、ボディと容器３１２を取り巻くコイル３２０とは、水平軸（たとえばＸ軸）に沿って水平方向に配置するために構成されてよい。実施形態において、誘導コイル３２０は、自身のターンが容器３１２に隣接してその周囲に配置されるように、水平構成で配置される。
【００８７】
実施形態において、誘導コイル３２０は、容器３１２の長さに沿って隣接したコイルの不均等な間隔のターンを有する。図１１〜１２は、射出成形装置において用いるために構成された、不均等な間隔を有する誘導コイルの例を示す。誘導コイル３２０は、互いに間隔を有する負荷誘導コイルおよび抑制誘導コイルを含み得る。コイルの離間したターンまたは部分は、全体にわたって同一周波数で動作する単コイルの一部であってよく、あるいは、たとえば異なる周波数で動作するように構成された別個のコイルであってもよい。そのようなコイルは、容器内の材料を融解するためにプランジャと協働して使用され得る。
【００８８】
実施形態において、以下で詳述するように、容器３１２は調温型容器である。誘導磁場の適用中、容器の内側ボア／内面において循環する渦電流（第２の磁場）によって、容器のボディ自体が融解の対象となる。したがって、容器３１２の焼戻しまたは冷却により、ボディを損傷せずに融解材料の融解前、融解中、および融解後に容器を使用することが可能になる。そのような容器３１２は、たとえば、容器内の材料の融解中、（容器を強制的に冷却するために）容器３１２のボディの温度を調整するために内部に気体、流体、または液体（たとえば水、油、または他の流体）を流すように構成された１つまたは複数の温度調整チャネル３１６または冷却ラインを含んでよい。そのように強制冷却される容器は、プランジャロッド３３０と同軸上に設けられてもよい。チャネル３１６は、（たとえば誘導コイル３２０からの）誘導磁場の適用中、容器３１２のボディ自体の過剰な加熱および融解の防止に役立つ。調整チャネル３１６は、容器内に気体または液体の流れを生じさせるように構成された冷却システム３６０に連結されてよい。調整チャネル３１６は、流体がそこを通って流れるための１つまたは複数の流入口および流出口を含んでよい。流入口および流出口は、流体をボディの中に、ボディを通して、およびボディの外へ流すように設計された温度調整チャネルの１つまたは複数に連結され得る。チャネル３１６の流入口および流出口は、任意の複数の方法で構成されてよく、限定されることは意図されない。たとえば、チャネル３１６は、融解部３１４にある材料が融解され、容器温度が調整される（すなわち、熱が吸収され、容器が冷却される）ように、融解部３１４に対して配置されてよい。調整チャネル３１６は、容器のボディ内で、内側ボアの内面と外面との間に、および／または（たとえば図４〜７に示され説明されるように）ボディの第１の端部と第２の端部との間に伸長するように設けられ得る。調整チャネルの数、配置、形状、および／または方向は、限定されてはならない。また、チャネルを通る冷却液の活性化または適用も限定されない。冷却液または流体は、融解可能材料の融解中、融解可能材料の融解後、誘導源３２０が通電された時、誘導源に電力が供給される期間中、誘導磁場の適用中、誘導源３２０がオフである時、または所望の（たとえばより低い）調整温度に容器の温度を調整する所望または必要がある任意の間隔で、調整チャネルを通って流れるように構成され得る。チャネルは、流入チャネルおよび流出チャネルであると考えられ得る。容器内の流入チャネルの数は、流出チャネルの数と同じであってよいが、同じでなくてもよい。
【００８９】
射出成形装置３００とともに使用され得る、上述した特徴を有する容器３１２の１つの実施形態が、図４〜７に示される。すなわち、以下の説明において必ずしも繰り返されなくとも、容器３１２に関連する特徴に関して上述された説明は、以下に示す実施形態にも適用されてよく、逆もまた然りであることを理解すべきである。
【００９０】
図４は、溶解可能材料を内部で溶解するための、略管状ボディ５００、すなわち本明細書において言及されるような「ボディ５００」を有する容器３１２の実施形態を示す。実施形態において、容器のボディ５００は、長手方向に沿って第１の端部５０２（たとえば前端またはプランジャ挿入端）および第２の端部５０４（たとえば後端または射出端）を有する略管状構造を有する。ボディ５００は、内面５０８および外面５１０を有する。ボディ５００は、たとえば実施形態に係る、水平に配置された誘導コイル３２０を有する射出装置において使用するために、水平軸に沿って配置するために構成され得る。
【００９１】
一般に、ボディ５００は、容器に隣接して設けられた、たとえば誘導コイル３２０などの誘導コイルからの磁場によって融解するための融解可能材料を受け入れるように構成された融解部５１１を有する。ボディ５００は、融解部として機能し、融解するための融解可能材料を受け入れるように構成された内側ボア５１３を有し得る。内側ボア５１３は、ボディの第１の端部５０２と第２の端部５０４との間に伸長する内面５０８を含んでよい。また容器は、第１の端部５０２と第２の端部５０４との間に伸長し、外面５１０から内側ボア５１３を形成する面５０８の一部へボディを貫通する、複数のスロット５０６または隙間も含む。誘導コイルは、スロットを介して、体積全体にわたってほぼ一定でありコイルの軸に沿って（たとえば内向きまたは水平に）方向付けられた略管状構造の内側に向かって入るように方向付けられる磁場を生成する。また、たとえば図４に示すような容器３１２は、材料を融解するための坩堝であるだけではなく、溶融材料を成形型内へ射出するためのショットスリーブとしても用いられる。実施形態によると、略管状構造のボディ５００は、プランジャチップを実質的に封入するための壁部（単数または複数）を含んでよい。プランジャを実質的に封入することによって、加熱および融解中、誘導コイルからのＲＦ電流がボディ５００内で増加し、融解可能材料を融解するためのより効率的な結合が生じる。容器は、遮蔽として機能するのではなく、磁場を中継するように機能する。よって、図４に示すような容器の壁部は、誘導コイルによって駆動される電流からボート内の２次磁場を生成することによって、材料を融解することもできる。また、プランジャの先端部は、その側部のほぼ全てにおいて容器内にほぼ全体が封入または捕捉されるので、プランジャ先端部およびボートの摩耗が著しく低減され得る。
【００９２】
ボディの表面および壁部は、任意の形状であってよい。ボディ５００の壁部は、略円形であってよい。ボディ５００の壁部は、内面５０８および外面５１０を有する。壁部は、内面５０８と外面５１０とを実質的に離隔する厚さＴ２を有し得る。実施形態において、融解部は、内面５０８の少なくとも一部（たとえば底部および／または側部）である。内面５０８は、略管状ボディ５００を貫通する受入れ開口部またはボアを形成する。内面５０８は、融解するための融解可能材料を受け入れることに加えて、上述したように溶融材料を移動させるためのプランジャ（たとえばプランジャ３３０）を受け入れ貫通させるように構成される。
【００９３】
実施形態において、ボディ５００は、略丸形および／または平滑な表面を有してよい。たとえば、ボアの内面５０８は、（たとえば図４に概略的に示すように）概ね円形、アーチ形、または丸形に形成されてよい。外面５１０は、たとえば、内面５０８と同様の形状または異なる形状に形成され得る。実施形態において、ボアの内面５０８は、プランジャ先端部３３０が中を通って動く際にボディ５００がそれを実質的に封入するように構成されるように、プランジャ３３０およびその先端部に対応する形状および寸法またはサイズに形成され得る。しかし、ボディ５００の形状および／または表面は、限定的なものとして意図されない。
【００９４】
また、図４に示す容器は、図５および６に見られるように、誘導磁場／融解プロセス中、容器ボディの温度調整に役立つための、内部に液体（たとえば水または他の流体）を流すことができるように構成された１つまたは複数の温度調整ライン（または冷却チャネル）３１６をボディ５００内に有する。調整ライン３１６は、ボディ５００内で融解部または内面５０８に対して配置され得る。たとえば、実施形態において、チャネル３１６は、ボディ５００に対して長手方向に配置されてよい。他の実施形態において、チャネル３１６は、水平または横方向に配置されてよい。実施形態において、１つまたは複数の温度調整ライン３１６は、内壁５０８（または内側ボアの表面）と外壁５１０との間に設けられる。１つまたは複数の温度調整チャネル３１６は、ボディ５００の両端の間に伸長し得る。１つまたは複数の温度調整ライン３１６は、ボディ５００の第１の端部５０２と第２の端部５０４との間で水平軸に対して長手方向平行に伸長し得る。ボディ５００は、内面５０８と外面５１０との間に、壁部の一部、面積、または厚みを貫通して通るチャネルを含み得る。
【００９５】
調整チャネル３１６は、いずれも図４、５、および７において一般にボディ５００における５１６として表された、容器内に、容器を通して、および容器の外へ液体または流体を流すための１つまたは複数の流入口および流出口を含んでよい。図５に示すように、流入口および流出口５１６は、ボディ５００の第２の端部５０４に隣接して設けられ得る。流入口および流出口５１６は、ボディ５００の周囲を取り囲んで設けられたスロットまたは開口部であってよい。流入口および流出口５１６は、冷却流体または液体を出し入れするために冷却システムと連通するように構成される。実施形態において、流入口および流出口５１６は、互いに位置がずれており、すなわち入れ違い状である。たとえば、流入口が第１のエリアに設けられ、流出口が第２のエリアに設けられてよい。調整チャネルの流入口および流出口５１６は、任意の複数の方法で構成されてよく、限定されることは意図されない。また、チャネル内で流体または液体が流れる方向は限定的ではない。たとえば、実施形態において、流体は、液体が一方向に流れるように各チャネルを流出入するように構成されてよい。他の実施形態において、液体は、互い違いの方向に流れるように構成されてよく、たとえば隣接する各ラインが入口および出口を互い違いに含んでよい。流体または液体は、１つまたは複数の流入口または入口に流れ込み、その後、たとえば、チャネルの各々において、ボディ５００の第１の側部に沿って長手方向に流れ、ボディ５００の第２の側部に沿って反対向きの長手方向に流れ、１つまたは複数の流出口または出口から流れ出るように構成され得る。各チャネルにおける流れの方向は、同じである必要はない。また、調整チャネルは、チャネル間の液体の流れを可能にするように構成された１つまたは複数の入口／出口を有するように構成されてよい。たとえば、容器が長手方向に伸長する調整チャネルを有する実施形態において、チャネルの１つまたは複数は、他のチャネルまたはラインまで伸長する１つまたは複数の横方向または延長ラインを含んでよく、それによってそれらは互いに流体接続される。すなわち、液体は、ボディに沿って長手方向に流れるだけではなく、連結されたチャネルを通ってその間でも流れるように構成され得る。
【００９６】
実施形態において、チャネルは、壁部５０８と５１０との間に、間隔を有する構成で設けられる。実施形態において、チャネルは、たとえば図６に示すように、ボディ５００の周囲に互いに等距離に間隔を有する。実施形態において、チャネル内の流体または液体の流れの方向は、１つおきのチャネルで互い違いになる。実施形態において、流入チャネルおよび流出チャネルはボディを取り囲んで互い違いである。実施形態において、容器ボディの少なくとも底部は、相対的な間隔が比較的近いチャネルを含む。チャネルは、実施形態に係る容器の中間部または均分円の上側に設けられ得る。
【００９７】
図４〜７に示すような容器における調整チャネルの数、形状、配置、内部の流れ、および／または方向、ならびにボディ５００におけるそのようなチャネルの流入口および流出口の位置は、限定されてはならない。また、調整チャネルのサイズ（たとえば直径や幅）も限定されてはならない。チャネルのサイズは、たとえば、ボディに含まれる調整チャネルの数、またはチャネルが設けられる部分または材料のサイズに基づいて（たとえば、ボディの厚さなど、表面の厚さに基づいて）よい。調整チャネルのサイズは、所望の冷却量に基づいてもよい。
【００９８】
図示するように、ボディ５００は、２つ以上の長手方向スロット５０６、すなわち本明細書で言及されるような「スロット５０６」を含む。スロット５０６は、たとえば上端において略管状ボディ５００の全厚さＴ２を貫通して、第１の端部５０２と第２の端部５０４との間に伸長する。スロット５０６は、外面５１０からボアを形成する内面５０８の一部へボディを貫通して伸長し得る。スロット５０６は、容器の壁部に隙間または開口部を設ける。スロット５０６は、ＲＦ誘導磁場の適用中、容器のボディ５００に渦電流を受け入れ、および／または利用するように構成される。誘導源からのＲＦ電力の適用中、容器の壁部が完全に閉じられている場合、生成される渦電流は、たとえば融解可能材料の方へ向かわず、不所望の方向に伝搬し得る。渦電流は、容器内の融解可能材料／鋳塊を融解する磁場を生成するので、それらの磁場および電流に対する制御を得、適用中にそれらが最も必要である場所へ導くことが望ましい。したがって、本明細書に開示されるスロット５０６は、容器の内側ボア内にそのような磁場（渦）電流を受け取り、受け入れ、利用し、および／または導いて、内側ボアに載置された融解可能材料を融解するために２次磁場を利用するように構成される。容器内部の渦電流は、第２の誘導コイルとして機能し、融解可能材料を貫通してそれらを融解する電流の２次磁場を生成する。容器が（たとえばスロット５０６を有さず）完全に密閉される場合、渦電流は概して、容器の外面上または外面に沿ってしか移動せず、容器の内側ボア（たとえば融解部３１４）に入って鋳塊／融解可能材料がある場所に磁場を生成することはない。しかし、スロット５０６自体の幅が非常に細く狭いと、渦電流は、スロットをまたいで架橋現象を生じ得る。したがって、スロット５０６は、容器の壁部がプランジャを実質的に封入し内部の材料を融解することができるように保ったまま、架橋現象を実質的に低減または防止するようなサイズであり得る。
【００９９】
実施形態において、材料は、容器３１２の個々の指部の間（たとえばスロット５０６内）に詰め込まれてよい。たとえば、セラミックなどの誘電材料がスロット５０６内に供給または充填されてよい。そのような材料は、架橋現象の防止および指部間のあらゆる電気接続の防止に役立ち得る。
【０１００】
図４に示すように、各スロット５０６は、ボディ５００の第１の端部５０２と第２の端部５０４との間に長手方向に伸長する長さＬ２を有する。各スロット５０６の長さＬ２は、容器ボディの全長に依存してよい。実施形態において、各スロット５０６の両端は、端面を貫通して伸長することはなく、端部５０２および５０４の手前で、または隣接して終結する。たとえばスロットは、ボディの屈曲を低減し、または実質的に防止するために、両端に剛性をもたらすために容器の両端に届かないように形成され得る。また、そのような端部は、マニホールド位置、およびプランジャによって溶融材料が加圧され成形型内に押し出される（射出される）位置に適応する。各スロットは、スロットの平行縁部の間の距離によって定義される幅Ｗ２を有する。各スロット５０６は、図６に示す高さＨも有し、これは、内面５０８と外面５１０との間の壁部の厚さによって定義され得る。
【０１０１】
実施形態において、スロットの長さＬ２は、約１５０ミリメートル〜約２２５ミリメートルである。実施形態において、スロットは、約１７５ミリメートルの長さを有する。実施形態において、スロットは、約２１２ミリメートルの長さＬ２を有する。実施形態において、スロットの幅Ｗ２は、約３．０ミリメートル〜約１５ミリメートルである。実施形態において、スロットは、約３．１７５ミリメートル（１／８インチ）の幅Ｗ２を有する。実施形態において、壁部の厚さＴ２は、約３．０ミリメートル〜約１５ミリメートルである。したがって、スロットの高さＨは、壁部の厚さＴ２と概ね同様、または等しくあってよい。しかし、上記のスロット寸法の範囲は典型例にすぎず、限定的または臨界的なものとして意図されない。実施形態において、スロット寸法は、容器寸法に基づいて設定され得る。実施形態において、スロットは、容器のボディ内の融解性材料への指向性適用が可能でありつつ、誘導磁場の適用中、（渦電流の結果生じる）面５１８と５２０との間の架橋現象が実質的に防止されるようなサイズに構成される。実施形態において、容器および／またはその周囲の空気に適用される真空レベルおよび／または気体圧もスロット幅Ｗ２（および／または他のスロット寸法）に影響し、および／またはそれを決定し得る。
【０１０２】
実施形態において、壁部は、中を通る温度調整チャネル３１６およびスロット５０６を除いて、長さＬ２および／または厚さＴ２の部分にわたり概ね固体である。スロット５０６は、容器３１２の壁部内に個別の指状部を形成する。容器のボディ５００および壁部は、単一材料片を用いて作成または形成されてよく、そこに（たとえば、以下に記載する、個々の指部の間に細い隙間を残すように設計されたワイヤＥＤＭプロセスによって）スロット５０６または隙間が形成または機械加工される。スロットの追加によってボディ５００内に形成される指部の数は、限定的なものとして意図されない。実施形態において、２より多い数の指部が形成される。実施形態において、１０の指部が形成される。実施形態において、１５の指部が形成される。実施形態において、１０より多い数の指部が形成される。
【０１０３】
１つの実施形態において、各スロット５０６は、約０．１ｍｍの幅Ｗ２を含み得る。しかし、幅は限定されない。スロット５０６または隙間の幅Ｗ２は、スロット５０６または隙間を溶融材料が侵入することを防ぐために十分に細く設計される。スロット５０６は、指部の各々の間の電気分離ももたらす。
【０１０４】
スロット５０６は、たとえば、図６に示すように容器のボディ５００を取り囲んで設けられてよい。スロット５０６の側部は、水平軸に対して垂直な方向に横向きに伸長する平行面上に各々設けられた平行縁部または壁部によって形成され得る。実施形態において、スロット５０６は、容器のボディ５００を取り囲んで等距離に間隔をあけ、形成される。実施形態において、スロット５０６および調整チャネル３１６は、それらが互いに相対的に等距離に間隔を有するように、両方がボディ５００内に形成される。他の実施形態において、スロット５０６は、容器の頂部および底部に沿って形成されてもよい。ボディ５００およびスロット５０６に関連する位置、間隔、サイズ、および寸法は、図示された実施形態に限定されることが意図されない。
【０１０５】
容器は、融解部／内側ボア５１１内の材料の温度読取を可能にする。実施形態において、スロット５０６の幅Ｗ２は、融解可能材料の温度数値を読み取るためのセンサまたは他の検出デバイスを挿入することができるサイズであってよい。またスロット５０６の幅Ｗ２は、たとえば（融解中）溶融材料が収容されていることを確認するために容器内の融解可能材料を観察することも可能にし得る。
【０１０６】
また図４は、ボディ５００が少なくとも一端にフランジ５１２を有することも示す。フランジ５１２は、射出成形装置内でボディ５００の端部を固定し、射出成形装置に対してボディ５００が動くことを防ぐように構成される。フランジ５１２は、射出中にボディ５００が引き出されることを防ぐことができる。たとえば、プランジャ３３０がボディ５００から溶融材料を移動させ成形型内に射出する際、ボディ５００は、射出プロセスが行われる間、力を加えられる。プランジャ３３０による前方への圧力によって成形型のキャビティが充填されると、幾らかの背圧が容器に伝達し得る。フランジ５１２は、装置内で容器を安定させ固定することに役立つ。
【０１０７】
フランジ５１２は、突縁、エッジ、リブ、またはカラーの形状であってよい。フランジ５１２は、ボディ５００を強化し、所定位置に固定し、および／または射出成形装置内の他の物体に取り付けるために用いられる。
【０１０８】
フランジ５１２は、第１の端部５０２または第２の端部５０４の一方に隣接して設けられ得る。実施形態において、図４に示すように、フランジ５１２は、第２の端部５０４に隣接して設けられる。実施形態において、フランジ５１２は、（プランジャ側と対向する）装置の成形型側に挿入するために構成される。フランジは、たとえば成形型３４０と移動スリーブ３５０との間に配置および固定するために構成される。
【０１０９】
図４に示すように、実施形態において、流入口および流出口５１６は、ボディ５００の第２の端部５０４に隣接して、フランジ５１２に対して配置され得る。たとえば、流入口および流出口５１６は、少なくとも容器に流体を供給するために用いられる流体マニホールドの決定に基づいて製造され得る。
【０１１０】
実施形態において、容器のボディ５００は、フランジ５１２ではなく溝を含んでもよい。たとえば、溝は、第２の端部５０４、すなわち装置に取り付けるために構成されたボディ５００の端部に隣接して設けられ得る。溝の中にリングが設けられ得る。リングと溝との組み合わせは、上述したフランジと同様に容器を固定するために用いられ得る。
【０１１１】
チャネルは、ボディ５００を通って流体が流れる際、真空圧によって密封され得る。実施形態において、フランジ５１２の端部と対向する端部、すなわちこの場合は第１の端部５０２を固定するために、そこに、融解プロセス中、調整チャネルの端部の真空封止を可能にするためのキャップ５１４を受け入れるように構成された受入れ部が設けられ得る。図４に示すようなキャップ５１４は、たとえば、受入れ部においてボディ５００の端部５０２に固定され得る。受入れ部は、端部５０２の端面内に伸長する凹型ポケットの形状であってよい。凹型ポケットは、丸形、円形、または「Ｏ」形を有し得る。キャップ５１４は、図４に示すような受入れ部と概ね同様の形状に形成され、位置を合わせてその中に挿入され得る。キャップ５１４は、（電子ビーム）溶接され、あるいは機械加工され、端部５０２に取り付けられ（たとえば、ねじ山によってねじ止めされ）得る。実施形態において、キャップ５１４は、温度調整のためにボディ５００の調整チャネル３１６内へ流体を供給するためのチューブの挿入を可能にするために、キャップ５１４を貫通する穴を含んでよい。
【０１１２】
図７は、実施形態に係る、誘導コイル３２０が螺旋状に取り巻いた射出成形装置における、たとえば図４に示すような容器３１２の平面図を示す。図１１および１２は、実施形態に係る、誘導コイル３２０が螺旋状に取り巻いた射出成形装置における、図４〜８に示す容器３１２の図を示す。非限定的な実施形態において、誘導コイル３２０は、不均等な間隔を有するチューブを有する。容器は、フランジ５１２によって装置に固定される（不図示）。冷却システム３６０からのチューブは、容器の固定された第２の端部５０４に隣接して装置内に取り付けられ得る。その後、ボディを調温するために流入口および流出口５１６内に流体が導かれ得る。第１の端部５０２は、キャップ５１４を介して固定され得る。使用中、容器３１２は、真空源によって真空状態におかれた取巻きチューブ（たとえば石英管）（不図示）によって真空封止され、内側スリーブ５０８において融解可能材料が融解される間、容器の温度を調整するために流体がボディ５００の調整チャネルを通って流れる。ボディ５００は真空気密であり、空気に晒されない。融解プロセス後、溶融材料は、プランジャ３３０の動きによってボディ５００を通り成形のために射出され得る。
【０１１３】
プランジャ先端部を実質的に封入するための壁部を有する、温度調整チャネルを内部に有し、または温度調整チャネルが付設された容器の他の実施形態は、図示したもの以外にも想起される。
【０１１４】
本明細書に開示されるショットスリーブ３１２は、既存の種類の容器よりも強固かつ恒久性があり、プランジャ先端部とショットスリーブとの間に任意の隙間または間隔を設けることによって（プランジャがスリーブまたは容器３１２を通って動く際の）一貫性が増し、過剰な摩耗を回避することによって両部品の寿命を長くすることができる。
【０１１５】
また、容器のボディ５００は、プランジャ先端部が内面５０８を通って動く際、材料が鋳造または成形のために適した温度まで達することを妨げる不都合または不所望な遮蔽が生じず、材料を融解するために誘導コイルからの磁場を用いることができるように保ちながら、完全に密閉されたチューブ内を通るように、位置調整し安定させることができる。しかし、スロット５０６は、少なくとも材料の融解に役立つために、誘導磁場（電流）が融解のために適用されると、調温型容器のボディ内でおよび／またはボディ内に渦電流を受け入れることができる。
【０１１６】
さらに、開示される容器３１２またはショットスリーブは、ショットスリーブ内部に溶融材料を留めること、および全ての材料が成形型キャビティ内に押し込まれることに関する信頼性を向上させる。これはまた、融解の過熱温度を閾値まで高め、鋳造部品におけるアモルファス含有量を増加させる。
【０１１７】
したがって、上述した実施形態は、複数のスロットまたは隙間を用いて融解可能材料を融解するための内側ボア内に誘導磁場（渦電流）を導くことができ、プランジャ先端部を実質的に封入することができ、かつ（内側ボアを介して）成形型内に溶融材料を射出するためのショットスリーブとして機能し得る容器、およびその使用方法を示す。上述した（たとえば図４の容器３１２に関して説明された）特徴および機能に加えて、本明細書に開示される容器は、合金の融解中、合金が汚染されないよう保ちつつ合金を収容し、合金が機械に濡らされることを防止する。本明細書に開示される容器は、溶融材料が（内側ボアおよび融解部を介して）成形型内に押し込まれ得る際に通る機械的チャネルとして、かつプランジャ先端部が移動する滑り面としても機能する。熱的には、開示される容器は、調整液／冷却材と融解材料との間の熱伝導をもたらす。電磁的には、開示される容器は、（渦電流の形態における）電場および磁場の導体をもたらす。また、開示される容器は非常に清潔であり、溶融合金に異物を混入させることはない。
【０１１８】
本明細書における実施形態は、容器によって吸収される電力量の低減を助けることにより、融解される材料により多くの電力を与えることができる。電力の増加により、システムは、高い融解温度に達することができる。しかし、これは必ずしも、より多くの電力が誘導コイル３２０に適用される必要があるという意味ではないことに留意すべきである。むしろ、本明細書に示されるような容器を用いる場合、高い融解温度が実現されるので、容器は、少ない電力利用を可能にすることによって融解プロセスを改善する。したがって、均一に成形され、高品質に形成された部品が生じる可能性は、射出成形システムにおいて材料に実行されるプロセスおよびプロセス中に用いられる部品に依存する。そのような射出成形装置における融解可能材料の均一な加熱および溶融材料の温度の維持は、均一に成形された部品の形成に役立つ。本明細書における典型的な実施形態のいずれかにおける容器３１２の構成および設計は、そのような特徴を提供し、向上させ得る。
【０１１９】
融解材料は、任意の数の形状で融解ゾーン内に受け入れられ得る。たとえば、融解可能材料は、鋳塊（固体）、半固体形態、予熱されたスラリー、粉末、ペレットなどの形状で融解ゾーン内に供給されてよい。いくつかの実施形態において、射出成形装置３００の一部として、（たとえば図３の鋳塊装填口３１８の例に示すような）装填口が設けられ得る。装填口３１８は、機械内の任意の数の場所に設けられる個々の開口部またはエリアであってよい。実施形態において、装填口３１８は、機械の１つまたは複数の部品を通る経路であってよい。たとえば、図３に示す実施形態に関して、材料（たとえば鋳塊）は、プランジャ３３０によって容器３１２内に水平方向に挿入されてよく、あるいは射出装置３００の成形型側から（たとえば、成形型３４０および／または任意選択の移動スリーブ３５０を通って容器３１２内に）水平方向に挿入されてもよい。他の実施形態において、融解可能材料は、他の方法で、および／または他のデバイスを用いて（たとえば、射出装置の反対側の端部を通って）、融解ゾーン内に供給され得る。
【０１２０】
材料を融解する方法は、たとえば図３に示す装置３００などの射出成形装置と連携する、たとえば図４〜７のボディ４００に関して開示されたような特徴を有する容器３１２を用いて実行され得る。方法は、容器３１２内に融解可能材料を供給することと、溶融材料を形成するために容器３１２に隣接して設けられた熱源（コイル３２０）を作動させることと、熱源の作動中、容器の温度を調整することとを含んでよい。容器３１２のボディ５００は、ボディの全厚を貫通して伸長する複数のスロット５０６を介して容器のボディ内に渦電流を受け入れることによって、作動中、熱源３２０からの磁場を容器３１２内の融解可能材料に利用するように構成される。容器３１２は、内部に１つまたは複数の温度調整チャネル３１６も含む。調整は、たとえば材料の加熱または融解中、１つまたは複数の温度調整チャネル３１６に流体を流すことを含む。
【０１２１】
溶融材料を成形する方法を実行するために、装置３００は、たとえばプランジャ３３０を長手方向および／または水平方向に動かすことによって、材料を成形型３４０内にほぼ水平方向に射出するように構成されてよい。したがって、プランジャ３１８は、融解するための材料をボディ内に押し込み、任意選択的に、融解プロセス中、容器および融解ゾーン内で材料を保持し、および／または、融解した材料を融解部３１４から容器３１２を通る（たとえば成形型３４０に向かって右から左への）移動によってほぼ水平方向に移動させるように構成されてよい。上述したように、容器３１２の内壁５０８は、プランジャ３３０が中を通って動き、伸長する際、プランジャ３３０の先端部およびボディの動きに対応するように構成される。
【０１２２】
実施形態によると、容器３１２内で材料が融解された後、プランジャ３３０は、溶融材料を容器３１２から、物体、パーツ、または部品に成形するための成形型３４０内へ押し出すために用いられてよい。融解可能材料が、たとえばアモルファス合金などの合金である例において、成形型３４０は、成形アモルファス合金体、パーツ、または部品を形成するように構成される。成形型３４０は、溶融材料を通して受け入れるための流入口を有する。容器３１２の出力口（たとえば、射出のために用いられる第２のまたは後方端部）および成形型３４０の流入口は水平軸上に一列に設けられ、プランジャロッド３３０は、容器３１２のボディを通って水平方向に動き、流入口を介して成形型３４０内に溶融材料を射出する。
【０１２３】
上述したように、たとえば金属または合金などの材料を成形するために用いられる射出成形システム３００などのシステムは、溶融材料を成形型またはダイキャビティ内に押し出す際、真空を実現してよい。射出成形システム３００は更に、図３に示すように、少なくとも融解ゾーンにおいて容器３１２に、および真空口３３３を介して成形型３４０に真空圧を加えるように構成され、システム３００に動作可能に接続された少なくとも１つの真空源またはポンプ（不図示）を含み得る。真空圧は、材料を融解し、移動させ、および成形するために用いられる射出成形システム３００の少なくとも一部に加えられてよい。たとえば、容器３１２およびプランジャロッド３３０は、融解および成形プロセス中、真空圧をかけられ、および／または真空室内に封入されてよい。
【０１２４】
実施形態において、成形型３４０は、材料を成形する際、内部の真空圧を調整するように構成された密閉構造である真空成形型である。たとえば、実施形態において、真空成形型３４０は、互いに（それぞれ）隣接して配置された（「Ａ」成形型または「Ａ」平板とも称される）第１の平板、（「Ｂ」成形型または「Ｂ」平板とも称される）第２の平板を含む。第１および第２の平板は、概して、それらの間の融解した材料を成形するために付設された型穴を各々が有する。型穴は、たとえばＢＭＧ部品などの部品を形成および成形するための部品腔を含んでよい。
【０１２５】
実施形態において、成形型３４０の腔は、融解ゾーンから任意選択の射出スリーブまたは移動スリーブ３５０を介してそれらの間に受け入れた溶融材料を成形するように構成される。通常、成形型３４０の第１の平板は、移動スリーブ３５０に連結されてよい。融解ゾーン３１０と成形型３４０との間に、（本明細書および当該技術において、場合によってショットスリーブ、冷却スリーブ、または射出スリーブと称される）移動スリーブ３５０が設けられてよい。移動スリーブ３５０は、溶融材料を受け入れ、そこを通って成形型３４０内へ（プランジャ３３０を用いて）移動させるように構成された開口部を有する。この開口部は、水平軸（たとえばＸ軸）に沿って水平方向に設けられてよい。移動スリーブは、冷却室である必要はない。実施形態において、少なくともプランジャロッド３３０、容器３１２（たとえば受入れまたは融解部の内壁）、および移動スリーブ３５０の開口部は、水平軸上に一列に並ぶように設けられ、プランジャロッド３３０は、容器３１２から移動スリーブ３５０の開口部内へ（かつ実質的にそこを通って）、および成形型３４０内へ溶融材料を移動させるために、容器３１２のボディを通って水平方向に動くことができる。移動スリーブ３５０は、融解および成形プロセス中、真空圧をかけられ、および／または真空室内に封入されてもよい。
【０１２６】
溶融材料は、水平方向に移動スリーブ３５０を通って、（たとえば第１の平板における）流入口を介して型穴の中かつ第１および第２の平板の間に押し込まれる。材料の成形中、少なくとも第１および第２の平板は、それらの間にある材料（たとえばアモルファス合金）が、たとえば酸素および窒素に晒されることを実質的に防止するように構成される。特に、平板の間およびそれらの腔内から大気が実質的に除去されるように真空が適用される。真空ラインおよび真空口３３３を介して連結された少なくとも１つの真空源を用いて、真空成形型３４０の内側に真空圧が加えられる。たとえば、システムにおける真空圧または真空レベルは、融解およびその後の成形サイクル中、１×１０−１〜１×１０−４トルに維持され得る。他の実施形態において、真空レベルは、融解および成形プロセス中、１×１０−２〜約１×１０−４に維持される。もちろん、たとえば１×１０−９トル〜約１×１０−３トルおよび／または１×１０−３トル〜約０．１トルなど、他の圧力レベルまたは範囲が用いられてもよい。押出し機構（不図示）は、成形型３４０の第１および第２の平板の間の型穴から成形（アモルファス合金）材料（または成形部品）を押し出すように構成される。押出し機構は、（たとえば、少なくとも平板の間の真空圧が解除された後、第１および第２の部品が互いに離れるように水平に動いた後、）成形材料または部品を押し出すために駆動されるように構成された駆動機構（不図示）に付設または連結される。
【０１２７】
任意の数または種類の成形型が装置３００において用いられてよい。たとえば、第１および第２の平板の間および／またはそれらに隣接して任意の数の平板が設けられ、成形型を形成してよい。たとえば、当該技術において「Ａ」シリーズ、「Ｂ」シリーズ、および／または「Ｘ」シリーズ成形型として知られている成形型が、射出成形システム／装置３００に実装されてよい。
【０１２８】
そのような射出成形装置３００における融解される材料の均一な加熱および溶融材料の温度の維持は、均一に成形された部品の形成に役立つ。説明のみを目的として、本開示を通して、融解される材料は、固体状原料の形状である鋳塊３０５の形状であるものとして説明および図示されるが、融解される材料は、固体状、半固体状、予熱されたスラリー、粉末、ペレットなどで射出成形システムまたは装置３００内に受け入れられてよく、材料の形状は限定的でないことに留意すべきである。
【０１２９】
本明細書に開示される容器を製造する方法は、限定的なものとして意図されていない。任意の数のステップまたはプロセスが用いられてよい。たとえば、ボディの形成後、容器内に隙間または開口部を設けるために、２つ以上のスロットが容器を通って機械加工または形成され得る。実施形態において、方法は、長手方向に沿って第１の端部５０２および第２の端部５０４を有し、内部に内側ボア５０８を有する容器３１２の略管状ボディ５００を形成することと、略管状ボディ内に液体を流すように構成された１つまたは複数の温度調整チャネル３１６を形成することと、略管状ボディの全厚さＴ２を貫通し、かつ略管状ボディの第１の端部と第２の端部との間に長手方向に伸長する複数の長手方向スロット５０６を形成することとを含む。複数の長手方向スロット５０６の形成は、ワイヤ放電加工（ＥＤＭ）プロセスによって成される。
【０１３０】
スロット５０６に関連する寸法は、同一またはほぼ同様である必要はない。実施形態において、第１のスロットは、容器の端部から端部まで貫通するように構成された、容器の全長と同じ長さを有し得るが、（たとえば、第１のスロットの片側または両側にある）１つまたは複数の隣接するスロットは、容器よりも短い長さを有する。もちろん、そのような例は限定的ではない。容器内のスロット５０６は、渦電流および磁場を容器の内側ボアおよび融解部内に導き、中にある材料の融解に役立つように、容器ボディを貫通して設けられ得る。
【０１３１】
概して、開示された容器設計は簡単に製造される。略管状設計は、たとえば金属製材から容器を製造するために必要な機械加工を低減する。内側コアの内径のホーニングまたは研削は、（たとえば、壁部内に伸長する大きな切抜きではなく）小さなスロットのみを有することによって大幅に簡単になる。これによって、たとえばクロムを用いるメッキ加工が簡単になり、この場合、容器はメッキ加工後にホーンされ得る。
【０１３２】
本明細書に開示される実施形態のいずれかにおける容器３１２のボディは、任意の数の材料（たとえば銅、銀）から形成されてよく、それらの表面または部分のどこかにおける１つまたは複数のコーティングまたは層、および／または構成または設計を含む。たとえば、１つまたは複数の表面は、凹部または溝を有してよい。容器ボディを形成するために用いられる材料、融解される材料、および材料の層は、限定的なものとして意図されていない。
【０１３３】
容器３１２のボディは、材料または合金の組み合わせを含む１つまたは複数の材料を含み、またはそれらによって形成されてよい。たとえば、容器３１２は、ステンレス鋼（ＳＳ）、銅、銅ベリリウム、銅クロム、アムコロイ、サイアロンセラミック、イットリア、ジルコニア、クロム、チタン、および安定化セラミックコーティングから成るグループから選択されたいずれかのような金属または金属の組み合わせを含んでよい。実施形態において、容器３１２は、銅合金から形成される。実施形態において、容器３１２は、ＲＦ感応性である１つまたは複数の材料によって形成され、または被覆される。
【０１３４】
実施形態において、容器３１２の１つまたは複数の表面または部分における１つまたは複数のコーティングまたは層は、断熱性熱障壁または電気導体である。たとえば、コーティングは、メッキ技術を用いて容器３１２の内側スリーブに塗布され得る。表面または部分におけるコーティングまたは層は一貫する必要はなく、すなわち、コーティングまたは積層材料を塗布する面積は、表面全体を覆うように限定されず、または特定の厚さやパターンに限定されない。容器３１２にコーティング材料を塗布するために任意の数および／または種類の方法が用いられてよく、それらは限定的であってはならない。実施形態において、コーティングまたは積層材料は、セラミック、石英、ステンレス鋼、チタン、クロム、銅、銀、金、ダイヤモンドライクカーボン、イットリア、酸化イットリア、およびジルコニアのグループのうち少なくとも１つを含んでよい。これらの種類の材料の堆積は、効率的な熱伝達のための伝導性を維持しつつ、表面硬さおよび耐摩耗性をもたらすことができる。開示される容器に、高い導電性を有するコーティングを塗布することにより、ボート内の渦電流の密度が高くなり、ボート内部の磁界強度を増すことができる。
【０１３５】
したがって、本開示は、システムに関する融解および加工温度を高くし、電力消費を改善するように設計された、調温型容器の実施形態を説明する。本明細書の実施形態は、プランジャ先端部の側部を実質的に封入するとともに、融解部内の材料を融解するために渦電流の（２次）磁場を受け入れ、用いることができる誘導磁場捕捉器として機能する容器を示す。また、本開示は、たとえばバルクアモルファス合金などの材料を融解するために水平方向で用いられてよいそのような容器を提供する。さらに、本開示は、ダイ鋳造または射出成形のための複合型ショットスリーブおよび融解ゾーンを提供する。その結果、容器のコストを低減し、融解および射出経路全体における部品の寸法制御を改善することによって、装置およびシステムの動作が向上し得る。
【０１３６】
詳しく説明されないが、開示される射出システムは、たとえば（たとえば、温度、冷却流水量などを監視するための）温度センサ３６２、流量計などの１つまたは複数のセンサ、および／または１つまたは複数のコントローラ３６４を含むがそれらに限定されない追加部品を含んでよい。本明細書で説明される射出システムの実施形態のいずれかを用いて成形（および／または融解）される材料は、任意の数の材料を含んでよく、限定されてはならない。１つの実施形態において、融解および成形される材料は、上述したようなアモルファス合金である。調温型容器は、実施形態に従って、熱または電流の適用中、アモルファス合金を保持するために構成されてよい。容器は、実施形態において、渦電流を受け入れ、融解中、アモルファス合金を保持するように構成され、また、融解中および／またはアモルファス合金を融解するための熱または誘導磁場の適用中、容器の温度を調整するために構成されてよい。プランジャは、融解中、アモルファス合金を保持し、および／または、たとえば容器から成形型の方へ、溶融アモルファス合金を押し出し、または移動させ得る。
【０１３７】
実施形態のアプリケーション
本明細書で説明される容器、装置、および方法は、たとえば、ヤンキードライヤロール、自動車およびディーゼルエンジンのピストンリング、たとえばシャフト、スリーブ、シール、インペラ、ケーシングエリア、プランジャなどのポンプ部品、たとえばハウジング、端板などのワンケルエンジン部品、およびたとえばシリンダライナ、ピストン、バルブステム、水圧ラムなどの機械要素に用いられ得る様々な部品または物品を形成するために用いられ得る。実施形態において、装置および方法は、たとえばデバイスのハウジングまたはケーシングの一部またはそれらの電気インターコネクタなど、電子デバイスのハウジングまたは他の部品を形成するために用いられ得る。装置および方法はまた、たとえば携帯電話、デスクトップコンピュータ、ラップトップコンピュータ、および／またはポータブル音楽プレーヤなど任意の消費者電子デバイスの一部を製造するためにも用いられ得る。本明細書で用いられる場合、「電子デバイス」という用語は、たとえば消費者電子デバイスなど任意の電子デバイスを指し得る。たとえば電子デバイスは、携帯電話および／または固定電話などの電話、またはたとえばｉＰｈｏｎｅ（登録商標）を含むスマートフォンおよび電子メール送受信電子デバイスなど任意の通信デバイスであってよい。電子デバイスは、たとえばデジタルディスプレイ、テレビモニタ、電子ブックリーダ、ポータブルウェブブラウザ（たとえばｉＰａｄ（登録商標））、およびコンピュータモニタなどのディスプレイの一部であってよい。また電子デバイスは、ポータブルＤＶＤプレーヤ、ＤＶＤプレーヤ、ブルーレイディスクプレーヤ、ビデオゲーム機、たとえばポータブル音楽プレーヤ（たとえばｉＰｏｄ（登録商標））などの音楽プレーヤなどを含むエンタテイメントデバイスであってもよい。また電子デバイスは、たとえば画像、ビデオ、音声のストリーミングの制御などの操作を提供するデバイス（たとえばアップルＴＶ（登録商標））の一部であってよく、あるいは電子デバイスの遠隔操作装置であってもよい。電子デバイスは、たとえばハードドライブタワーのハウジングまたはケーシング、ラップトップハウジング、ラップトップキーボード、ラップトップトラックパッド、デスクトップキーボード、マウス、およびスピーカなど、コンピュータの一部またはコンピュータアクセサリであってもよい。たとえば携帯用時計または据置用時計などのデバイスにコーティングが塗布されてもよい。
【０１３８】
本明細書で説明される実施形態は図１〜７および１１〜１２を参照するが、当業者は、これらの図に関して本明細書に記載される詳細な説明は、説明を目的としたものにすぎず、限定的なものとして解釈されてはならないことを容易に理解する。
【０１３９】
また、溶融合金、溶融金属、溶融アモルファス合金、アモルファス合金、ＢＭＧなどを含む本明細書で用いられる用語は、限定的なものとして意図されておらず、本明細書に開示されたＢＭＧ部品を形成するための成形型において用いられるバルク凝固アモルファス合金、またはバルク金属ガラス（「ＢＭＧ」）も指すことを理解すべきである。
【０１４０】
また、本明細書に開示されるような容器は、本開示から逸脱することなく縦方向に垂直にまたは他の角度で配置され、および／または縦型システムとともに用いられてよいことに留意すべきである。すなわち、図示される実施形態は、例示的なものにすぎない。システムおよび、容器および／またはプランジャロッドなどの部品は、たとえば垂直軸に沿って動くように配置され、または一列に並べられてよい。当業者は更に、上記説明に基づいて、そのような容器およびシステムを使用する方法を理解すべきである。
【０１４１】
説明を目的とした上記説明は、説明された実施形態の完全な理解を提供するために専門的な用語を用いた。しかし、説明された実施形態を実施するために特定の詳細は必要ではないことが当業者には明らかである。したがって、本明細書で説明される特定の実施形態の上記説明は、例示および説明目的で提示されるものである。それらは、網羅的なもの、すなわち開示されたものと全く同じ形式に実施形態を限定するものであることを目的としない。上記教示の観点から、多数の変更例および変形例が考えられることが当業者には明らかである。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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