金屬玻璃銲接方法及金屬玻璃銲接系統

專利類型

發明

專利國別 (專利申請國家)

中華民國

專利申請案號

110133574

專利證號

I 793756

專利獲證名稱

金屬玻璃銲接方法及金屬玻璃銲接系統

專利所屬機關 (申請機關)

義守大學

獲證日期

2023/02/21

技術說明

在生物相容性考量下，不含Cu和Ni的ZrAlCo BMG生醫合金材料ZrAlCo塊狀金屬玻璃(Bulk Metallic Glasses, BMG)雖然具有高強度、高硬度、耐磨耗以及耐蝕性佳等許多優越的性質，特別是拉伸強度，但在韌性、延展性及塑性變形程度上表現較差，使其在實際運用上受到許多限制，為了改善此一種缺點，學者建議可添加具有改善延展性與韌性的第四種元素如Nb，以期待在改善延展性；除此Nb的添加對Zr-based BMG 系統之耐蝕性提升亦有正面的影響。但是Nb的添加也有負面的影響，除了會降低其玻璃成型性(GFA)使其不容易做後續的熱加工（例如：銲接）因此Nb的添加量也需要被嚴加控管。 在銲接方面，銲接冷卻速率問題一直困擾著BMG；若是冷卻速率不足，大型工件容易在內部產生結晶相，進而影響其機械性質；若要提升BMG較大的工程應用，則需要以其他方式互相連接，因此BMG的銲接技術被廣為研究者所重視。 因此本研究團隊成功以Nd:YAG LASER搭配本團隊所設計之液體冷卻裝置；用於產生較低的預冷溫度及較高之冷卻之冷卻速率成功的對熱穩定性較差ZrAlCoNb BMG進行銲接，並達成銲後各區域無結晶產生的銲件。 為了達成ZrAlCoNb BMG無結晶的銲件，就合金設計的觀點Nb在該合金的需介於0.4wt.%至1.0wt.%，而銲接參數包含有，預冷溫度-5°C到10°C，雷射參數Laser voltage249V至280V、peak power 1..3kW至1.5kW、Pulse Frequecy2.0Hz、Pule duration 4.3ms至4.6ms、Laser energy5.0J至7.0J。在銲後，除了銲道及熱影響區無結晶物並與母材無明顯差異外，其銲接件可擁有較佳的耐腐蝕性質，機械性質及熱物性質。

備註

連絡單位 (專責單位/部門名稱)

產學智財營運總中心產學合作與專利技轉中心

連絡電話

07-6577711ext2683

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