本申請是申請日為2011年3月18、發(fā)明名稱為“鐵－鉻－鉬基熱噴涂粉末及其制造方法”的中國專利申請201180020615.5的分案申請。相關(guān)申請本申請要求2010年3月19日提交的美國臨時申請序列號61/315,661的優(yōu)先權(quán)，通過引用將所述申請的全部內(nèi)容并入本文。通過引用將在本說明書中引用的所有的出版物、專利、和專利申請以其全部內(nèi)容并入本文。
背景技術(shù)：
：已經(jīng)發(fā)展了數(shù)目眾多的鐵基合金(例如高強度鋼)和非鐵合金用于重型結(jié)構(gòu)和機械。盡管這些合金提供強度與韌性的良好組合，但它們典型地沒有表現(xiàn)出足夠的對磨損、腐蝕、和侵蝕的抵抗力。因此，它們不適合用于其中這些合金的表面經(jīng)受侵蝕性環(huán)境或磨蝕的應(yīng)用。補救這一問題的一個方法是使用沉積在下方結(jié)構(gòu)/基材的表面上的硬面材料充當(dāng)保護層。所述的下方結(jié)構(gòu)(例如鋼基材)為所述層-基材結(jié)構(gòu)提供所需要的強度和結(jié)構(gòu)完整性，而硬面合金保護基材免受不利環(huán)境下的磨損和磨蝕。所述硬面材料還可以保護基材對抗侵蝕。已知多種硬面材料，包括例如含陶瓷的組合物，例如碳化鎢/鈷和純金屬組合物。大多數(shù)硬面材料遇到的一個問題是，在通過熱噴涂施加時，硬面堆焊層經(jīng)常包含孔隙率且具有與涂層的厚度方向垂直延伸的貫穿裂紋。所述的孔隙允許腐蝕性介質(zhì)穿透涂層到達基材并通過化學(xué)侵蝕或應(yīng)力侵蝕損害基材。貫穿裂紋還可以導(dǎo)致耐磨涂層的破裂和脫落，從而引起磨蝕性或腐蝕性的介質(zhì)到達下方基材并快速地磨損下方基材。另一類的金屬硬面材料是主要公開在美國專利4,725,512中的摩擦轉(zhuǎn)化非晶態(tài)合金?？梢酝ㄟ^例如熱噴涂的技術(shù)將這些黑色金屬材料以非-非晶態(tài)沉積在基材的表面上作為硬面層。在硬面層受到磨損作用如磨蝕磨損時，所沉積的材料可以變態(tài)(metamorphically)轉(zhuǎn)化為硬質(zhì)的耐磨的非晶態(tài)。另一類合金是包含鈦的鐵基硬面材料，其公開在美國專利5,695,825中。盡管這些硬面合金適合于某些應(yīng)用并廣泛地用作鉆井管中的涂層，但它們?nèi)孕枰倪M，尤其是對于其中不利環(huán)境劣化合金的磨蝕、腐蝕、和侵蝕特性的應(yīng)用而言。因此，需要以不會不利地影響這些材料用于硬面應(yīng)用的基本可操作性的方式克服前述挑戰(zhàn)。發(fā)明簡述在一個實施方案中，提供了用于改進的熱噴涂沉積的含鉬的鐵基合金和將該合金沉積在基材上以形成具有改善的硬面(hard-facing)性能和導(dǎo)熱率的涂層的方法。一個實施方案提供了一種組合物，其包粉末組合物，所述粉末組合物包含至少部分為非晶態(tài)的合金，所述合金包含鉻、鉬、碳、硼、和鐵。在一個實施方案中，所述組合物是涂層的一部分。另一個實施方案提供了一種粉末組合物，包含由式(cramobccbd)fe100-(a+b+c+d)表示的合金，其中a、b、c、d各自獨立地表示重量百分數(shù)，且a為約22到約28，b為約14到約20，c為約2到約3，且d為約1.5到約2。一個實施方案提供了形成涂層的方法，包括：提供基材；和在基材上設(shè)置涂層，所述涂層包含粉末組合物，所述粉末組合物包含至少部分為非晶態(tài)的合金，所述合金包含鉻、鉬、碳、硼、和鐵。一個可選實施方案提供了一種形成涂層的方法，包括：提供包含鉻、鉬、碳、硼、和鐵的混合物；將混合物形成為粉末組合物，其中組合物包含由式(cramobccbd)fe100-(a+b+c+d)表示的合金，其中a、b、c、d各自獨立地表示重量百分數(shù)，且a為約22到約28，b為約14到約20，c為約2到約3，且d為約1.5到約2；和將粉末組合物設(shè)置在基材上以形成涂層。附圖簡述圖la和1b提供了一個實施方案中的示例性的非晶態(tài)粉末(a)和高速氧燃料(“hvof”)噴涂涂層(b)的x射線衍射研究數(shù)據(jù)。圖2a和2b提供了一個實施方案中的示例性的非晶態(tài)粉末(a)和hvof噴涂涂層(b)的來自差示掃描量熱法(“dsc”)研究的數(shù)據(jù)。圖3提供了粉末、hvof涂層、和arc噴涂涂層的示例性實施方案的dsc曲線。圖4示出了hvof工藝的示意圖。圖5示出了電弧絲熱噴涂(arcwirethermalspray)工藝的示意圖。圖6示出了等離子體熱噴涂工藝的示意圖。圖7示出了一個實施方案中的完全合金化的組合物的hvof涂層的sem圖像。發(fā)明詳述在一個實施方案中提供了含鉬的鐵基合金粉末組合物以及形成和使用該合金組合物的方法，所述含鉬的鐵基合金粉末組合物在通過高速熱噴涂工藝施加時在基材上提供抗磨損和抗腐蝕的涂層。所述合金粉末組合物可以使用非反應(yīng)性氣體通過典型的氣體霧化來生產(chǎn)。包含粉末的組合物術(shù)語“包含粉末的組合物”或“粉末組合物”在本文中是指其中包含粉末的任何組合物。術(shù)語“粉末”是指包含經(jīng)研磨、粉碎、或以其它方式細分散的固體顆粒的物質(zhì)。相術(shù)語“相”在本文中可以指可在熱力學(xué)相圖中發(fā)現(xiàn)的相。相是一種空間區(qū)域(熱動力學(xué)系統(tǒng))，其中材料的物理性能基本上是均勻的。物理性能的實例包括密度、折射率、化學(xué)組成和晶格周期性。簡單的描述是：相是化學(xué)上均勻的、物理上獨特的、和/或可機械分離的材料區(qū)域。例如，在由玻璃罐中的冰和水組成的系統(tǒng)中，冰塊是第一相，水是第二相，水上方的濕空氣是第三相。罐的玻璃是另一個單獨的相。相可以是指固溶體，其可以是二元的、三元的、四元的、或更多元的溶體，或者是化合物，例如金屬間化合物。盡管本文中所述的包含合金粉末的組合物可以是單一相，但多相的組合物是合乎需要的。例如，組合物可以具有至少兩個相、至少三個相、至少四個相、或具有更多個相。在一個實施方案中，所述合金組合物可以包括金屬溶體相和另外相，所述另外相可以是另一個金屬溶體相或非金屬溶體的相。例如，該另外相可以是化合物相。所述金屬溶液相可以是任何類型的金屬溶液，取決于溶液的化學(xué)性質(zhì)。所述第二相可以是例如化合物相。所述化合物可以是二元化合物、三元化合物、四元化合物、或具有多于四種元素的化合物。如在上述式中所指出的，化合物可以是金屬-非金屬化合物(例如mn)。m可以表示金屬，例如過渡金屬元素，而n可以表示非金屬。同樣如上所述，化合物可以具有多種m和/或n。在一個實施方案中，取決于化學(xué)組成，特別是取決于n，所述另外相可以是例如碳化物、硼化物、或其二者。因此，所述第二相可以是碳化物化合物，而第三相(如果存在)可以是硼化物化合物，或反之亦然。或者，第二和第三相可以是碳化物或硼化物。在一個實施方案中，所述另外相可以包括化合物碳化鉻、硼化鉻、碳化鉬、硼化鉬、碳化鐵、硼化鐵、或其組合。金屬、過渡金屬和非金屬術(shù)語“金屬”是指正電性的化學(xué)元素。本說明書中的術(shù)語“元素”通常是指可以在元素周期表中找到的元素。物理上，基態(tài)的金屬原子包含部分填充的帶，具有接近占據(jù)態(tài)的空態(tài)。術(shù)語“過渡金屬”是元素周期表的第3-12族的任何金屬元素，其具有不完全的內(nèi)電子層，且在一系列元素中在最大正電性和最小正電性之間起到過渡連接的作用。過渡金屬的特征在于多重價、有色的化合物、和能夠形成穩(wěn)定的絡(luò)合離子。術(shù)語“非金屬”是指不能夠丟失電子和形成陽離子的化學(xué)元素。符號n表示一種或多種非金屬元素。取決于應(yīng)用，可以使用任何適合的非金屬元素，或它們的組合。合金組合物可以包含多種非金屬元素，例如至少兩種、至少三種、至少四種、或更多種非金屬元素。在該情況下，符號“n”表示且包括多種非金屬元素，且該化學(xué)式可以具有n1、n2、n3等。非金屬元素可以是在元素周期表的第13-17族中找到的任何元素。例如，非金屬元素可以是f、cl、br、i、at、o、s、se、te、po、n、p、as、sb、bi、c、si、ge、sn、pb、和b中的任何一種。有時候，非金屬元素也可以是指第13-17族中的某些準金屬(例如，b、si、ge、as、sb、te、和po)。在一個實施方案中，非金屬元素可以包括b、si、c、p、或其組合。因此，例如，合金組合物可以包括硼化物、碳化物、或其二者。符號m表示一種或多種過渡金屬元素。例如，m可以是鈧、鈦、釩、鉻、錳、鐵、鈷、鎳、銅、鋅、釔、鋯、鈮、鉬、锝、釕、銠、鈀、銀、鎘、鉿、鉭、鎢、錸、鋨、銥、鉑、金、汞、鈩、105號元素、106號元素、107號元素、108號元素、109號元素、110號元素、111號元素、112號元素中的任一種。在一個實施方案中，m可以表示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、和hg中的至少一種。取決于應(yīng)用，可以使用任何適合的過渡金屬元素，或它們的組合。所述合金組合物可以包括多種過渡金屬元素，例如至少兩種、至少三種、至少四種、或更多種過渡金屬元素。在該情況下，符號“m”表示且包括多種過渡金屬元素，且該化學(xué)式可以具有m1、m2、m3等。包含粉末的組合物中的合金可以具有任何形狀或尺寸。例如，所述合金可以是微粒形式，其可以具有例如球狀、橢球狀、線狀、桿狀、片狀、薄片狀、或不規(guī)則的形狀。微?？梢跃哂腥魏芜m合的尺寸。例如，它可以具有約1微米到約100微米的平均直徑，例如約5微米到約80微米、例如約10微米到約60微米、例如約15微米到約50微米、例如約15微米到約45微米、例如約20微米到約40微米、例如約25微米到約35微米。例如，在一個實施方案中，微粒的平均直徑為約25微米到約44微米。在一些實施方案中，可以使用更小的微粒例如納米范圍內(nèi)的微粒，或者更大的微粒例如大于100微米的那些。固溶體術(shù)語“固溶體”意指固體形式的溶體。術(shù)語“溶體”意指兩種或更多種物質(zhì)的混合物，其可為固體、液體、氣體或這些的混合物。該混合物可為均質(zhì)或非均質(zhì)的。術(shù)語“混合物”是彼此結(jié)合并且通常能夠分離的兩種或更多種物質(zhì)的組合物。通常，不將兩種或更多種物質(zhì)彼此化學(xué)結(jié)合。合金在一些實施方案中，可將本文中描述的合金粉末組合物完全合金化?！昂辖稹币庵竷煞N或更多種金屬的均質(zhì)混合物或固溶體，一種金屬的原子取代或占據(jù)其它金屬的原子之間的間隙位置，例如，黃銅是鋅和銅的合金。不同于組合物，合金可意指金屬基體中一種或多種元素部分或完全的固溶體如金屬基體中一種或多種化合物。本文中的術(shù)語合金可意指可給出單一固體相顯微組織的完全固溶體合金和可給出兩種或更多種相的部分溶體。因而，完全合金化的合金可具有均勻分布的組分，為其固溶體相、化合物相或兩者。本文中使用的術(shù)語“完全合金化”可代表誤差容限內(nèi)的小變化。例如，其可意指至少90％合金化的，例如至少95％合金化的、例如至少99％合金化的、例如至少99.5％合金化的、例如至少99.9％合金化的。本文中的百分比可意指體積百分比或重量百分比，這取決于上下文。這些百分比可由雜質(zhì)平衡，其就組成和相而言，可能不是合金一部分。非晶或非晶態(tài)固體“非晶”或“非晶態(tài)固體”是缺乏作為晶體特性的晶格周期性的固體。如本文中使用的，“非晶態(tài)固體”包括“玻璃”，其是在加熱時通過玻璃化轉(zhuǎn)化而轉(zhuǎn)化成液體的非晶態(tài)固體。其它類型的非晶態(tài)固體包括凝膠、薄膜和納米結(jié)構(gòu)材料。通常地，盡管非晶態(tài)材料因化學(xué)鍵的性質(zhì)而在原子長度尺度下具有一些短程有序，但是它們?nèi)狈w的長程有序特性?；谕ㄟ^結(jié)構(gòu)表征技術(shù)如x射線衍射和透射電子顯微鏡法可確定的晶格周期性，可得出非晶態(tài)固體和晶態(tài)固體之間的區(qū)別。術(shù)語“有序”和“無序”指定了多粒子系統(tǒng)中一些對稱性或相關(guān)性的存在或不存在。術(shù)語“長程有序”和“短程有序”在基于長度尺度的材料中區(qū)分秩序。固體中最嚴格形式的有序是晶格周期性：不斷重復(fù)一定的樣式(晶胞中的原子配置)以形成平移不變的空間拼接(tiling)。這是晶體的定義性質(zhì)?？赡艿膶ΨQ性分為14個布拉維(bravais)晶格和230個空間群。晶格周期性暗示長程有序。如果僅已知一個晶胞，則通過平移對稱性可準確地預(yù)測在任意距離處的所有原子位置。反過來通常是正確的，除了例如在具有完美確定性拼接但不具有晶格周期性的準晶體中。長程有序表征其中相同樣品的遙遠部分展現(xiàn)相關(guān)行為的物理系統(tǒng)。這可表示為相關(guān)性函數(shù)，即自旋-自旋相關(guān)性函數(shù)：g(x，x′)＝〈s(x)，s(x′)〉.在上面的函數(shù)中，s為自旋量子數(shù)并且x為特定系統(tǒng)中的距離函數(shù)。當(dāng)x＝x’時該函數(shù)等于1并且隨著距離|x-x'|增加而減小。通常，其在較大距離處指數(shù)衰減至零，并且認為該系統(tǒng)為無序的。然而，如果相關(guān)性函數(shù)在大的|x-x'|處衰減至常數(shù)值，則認為該系統(tǒng)具有長程有序。如果其作為距離的冪(power)衰減至零，則稱其為準長程有序。注意，構(gòu)成|x-x'|的大值是相對的。當(dāng)定義其行為的一些參數(shù)為不隨時間變化的隨機變量時，則稱系統(tǒng)呈現(xiàn)淬火無序(quencheddisorder)，即它們是淬火或冷凍的，例如自旋玻璃。當(dāng)允許隨機變量自身變化時，其與退火無序相反。本文中的實施方案包括包含淬火無序的系統(tǒng)。本文中描述的合金粉末組合物可為晶態(tài)、部分晶態(tài)、非晶態(tài)、或基本上非晶態(tài)。例如，合金化的粉末可包括至少一些結(jié)晶度，具有處于納米和/或微米范圍內(nèi)的尺寸的晶粒/晶體。作為替代，合金化的粉末可為基本上非晶態(tài)的，例如完全非晶態(tài)的。在一個實施方案中，合金粉末組合物至少基本上不是非晶態(tài)的，例如為基本上晶態(tài)的，例如為完全晶態(tài)的。非晶態(tài)合金或非晶態(tài)金屬“非晶態(tài)合金”為具有大于50體積％的非晶態(tài)含量、優(yōu)選大于90體積％的非晶態(tài)含量、更優(yōu)選大于95體積％的非晶態(tài)含量、并且最優(yōu)選大于99體積％至幾乎100體積％的非晶態(tài)含量。“非晶態(tài)金屬”為具有無序的原子尺度結(jié)構(gòu)的非晶態(tài)金屬材料。與為晶態(tài)并且因此具有高度有序的原子排列的大多數(shù)金屬相比，非晶態(tài)合金為非結(jié)晶的。將在其中由冷卻期間的液體狀態(tài)直接制備的這種無序結(jié)構(gòu)的材料稱為“玻璃”。因而，通常將非晶態(tài)金屬稱為“金屬玻璃”或“玻璃金屬”。然而，除了可制備非晶態(tài)金屬的極快速冷卻以外還存在幾種方法，包括物理氣相沉積、固態(tài)反應(yīng)、離子輻照、熔融紡絲和機械合金化。不管非晶態(tài)合金是如何制備的，它們?yōu)閱我活惒牧?。通過各種快速冷卻方法可制備非晶態(tài)金屬。例如，通過將熔化的金屬濺射到旋轉(zhuǎn)金屬盤上可制備非晶態(tài)金屬。在上百萬度每秒的級別上的快速冷卻對于晶體形成來說太快并且將材料“鎖定”在玻璃態(tài)。此外，可以以低的足以使厚層(超過1毫米)中非晶態(tài)結(jié)構(gòu)形成的臨界冷卻速率可制備非晶態(tài)金屬；這些被稱為塊體金屬玻璃(bmg)。非晶態(tài)金屬可為不同于純金屬的合金。該合金可包含顯著不同尺寸的原子，導(dǎo)致熔化狀態(tài)中低自由體積(并且因此達到比其它金屬和合金中更高數(shù)量級的粘度)。粘度防止原子充分移動形成有序的晶格。材料組織可導(dǎo)致冷卻期間的低收縮率和對塑性變形的抵抗性。晶界的不存在、晶態(tài)材料的疵點可導(dǎo)致對磨損和腐蝕較好的抵抗性。非晶態(tài)金屬(同時技術(shù)上為玻璃)還可比氧化物玻璃和陶瓷更堅韌并且不那么脆。非晶態(tài)材料的導(dǎo)熱率可低于晶體材料的導(dǎo)熱率。為了甚至在較緩慢冷卻期間仍實現(xiàn)非晶態(tài)組織的形成，該合金可由三種或更多種組分組成，導(dǎo)致具有較高勢能和較低形成幾率的復(fù)雜晶胞。非晶態(tài)合金的形成可取決于幾個因素：合金的組分組成；組分的原子半徑(優(yōu)選具有超過12％的顯著區(qū)別以獲得高堆積密度和低自由體積)；組分的組合的負混合熱，抑制晶體形核和延長熔化的金屬停留在過冷狀態(tài)下的時間。然而，因為非晶態(tài)合金的形成基于很多不同的變量，所以可能難以事先確定合金組合物是否會形成非晶態(tài)合金。例如，具有磁性金屬(鐵、鈷、鎳)的硼、硅、磷和其它玻璃形成劑的非晶態(tài)合金可為磁性的，具有低矯頑磁力和高電阻。高電阻導(dǎo)致在經(jīng)受可變磁場時因渦流所致的低損耗，例如作為變壓器磁芯的有用性質(zhì)。非晶態(tài)合金可具有多個潛在有用的性質(zhì)。特別地，它們傾向于比類似化學(xué)組成的晶態(tài)合金更強，并且它們可維持比晶態(tài)合金更大的可逆(“彈性”)變形。非晶態(tài)金屬的強度直接源于它們的非晶態(tài)組織，它可不具有限制晶態(tài)合金的任何缺陷(例如位錯)。例如，一種現(xiàn)代非晶態(tài)金屬，稱為vitreloytm，具有幾乎是高級鈦兩倍的拉伸強度。在一些實施方案中，室溫下的金屬玻璃是不可延展的并且當(dāng)拉伸加載時傾向于突然失效，這限制了在可靠性-臨界應(yīng)用中的材料可應(yīng)用性，因為即將發(fā)生失效是不可見的。因此，為了克服該挑戰(zhàn)，可以使用具有包含可延展的晶態(tài)金屬的枝晶顆?；蚶w維的金屬玻璃基體的金屬基體復(fù)合材料。塊體非晶態(tài)合金的另一個有用性質(zhì)是它們可為真玻璃；換言之，它們可在加熱時軟化并且流動。這允許簡單加工，例如通過注射成型，以與聚合物很是相同的方式進行。結(jié)果，非晶態(tài)合金可用于制備運動裝備、醫(yī)療裝置、電子部件及裝備和薄膜。經(jīng)過高速氧燃料技術(shù)可沉積非晶態(tài)金屬的薄膜作為保護性涂層。非晶態(tài)金屬或非晶態(tài)合金可意指僅展現(xiàn)短程有序的含有金屬元素的材料，本申請中的術(shù)語“元素”意指元素周期表中找到的元素。由于短程有序，非晶態(tài)材料可有時描述為“玻璃態(tài)”。因而，如上面解釋的，有時可將非晶態(tài)金屬或合金稱為“金屬玻璃”或“塊體金屬玻璃”(bmg)。材料可具有非晶態(tài)相、晶態(tài)相或兩者。非晶態(tài)和晶態(tài)相可具有相同的化學(xué)組成并且僅在顯微組織中不同，即一者為非晶態(tài)而另一者為晶態(tài)。在一個實施方案中，顯微組織定義為由顯微鏡在25×以上放大倍數(shù)下揭示的材料組織。作為替代，兩種相可具有不同的化學(xué)組成和顯微組織。例如，一種組合物可為部分非晶態(tài)、基本上非晶態(tài)或完全非晶態(tài)的。部分非晶態(tài)組合物可意指其至少約5體積％是非晶態(tài)相的組合物，例如至少約10體積％、例如至少約20體積％、例如至少約40體積％、例如至少約60體積％、例如至少約80體積％、例如至少約90體積％。已經(jīng)在本申請的其它地方定義了術(shù)語“基本上”和“約”。因此，至少基本上為非晶態(tài)的組合物可意指至少約90體積％為非晶態(tài)的組合物，例如至少約95體積％、例如至少約98體積％、例如至少約99體積％、例如至少約99.5體積％、例如至少約99.8體積％、例如至少約99.9體積％。在一個實施方案中，基本上非晶態(tài)的組合物可具有一些偶存、不顯著量的晶態(tài)相存在于其中。在一個實施方案中，非晶態(tài)合金組合物關(guān)于非晶態(tài)相可為均質(zhì)的。組成上均勻的物質(zhì)是均質(zhì)的。這與為非均質(zhì)的物質(zhì)形成對比。術(shù)語“組成”意指物質(zhì)中的化學(xué)組成和/或顯微組織。當(dāng)物質(zhì)體積劃分成兩半并且兩半均具有基本上相同的組成時，該物質(zhì)是均質(zhì)的。例如當(dāng)一定體積的粒料懸浮液劃分成兩半并且兩半均具有基本上相同體積的顆粒時，粒料懸浮液為均質(zhì)的。然而，在顯微鏡下可看到單獨的顆粒。另一種均質(zhì)物質(zhì)的例子是空氣，盡管可單獨分析空氣中的顆粒、氣體和液體或?qū)⑵鋸目諝夥蛛x，但是其中的不同組分同等懸浮。關(guān)于非晶態(tài)合金為均質(zhì)的組合物可意指在其顯微組織中具有基本上均勻分布的非晶態(tài)相的組合物。換而言之，該組合物宏觀上包含在組合物中基本上均勻分布的非晶態(tài)合金。在作為替代的實施方案中，該組合物可為具有非晶態(tài)相的復(fù)合物，該非晶態(tài)相中具有非－非晶態(tài)相。非-非晶態(tài)相可為一種晶體或多種晶體。晶體可為任何形狀例如球形、橢球形、線形、桿形、片形、薄片形或不規(guī)則的形狀的粒料形式。在一個實施方案中，它可具有枝晶形式。例如，至少部分非晶態(tài)的復(fù)合組合物可具有分散于非晶態(tài)相基體中的枝晶形狀的晶態(tài)相；該分散體可為均勻或非均勻的，并且該非晶態(tài)相和晶態(tài)相可具有相同或不同的化學(xué)組成。在一個實施方案中，它們基本上具有相同的化學(xué)組成。在另一實施方案中，晶態(tài)相可以比bmg玻璃更加延展。本文中描述的方法可應(yīng)用于任何類型的非晶態(tài)合金。類似地，本文中描述的非晶態(tài)合金作為組合物或制品的分可為任何類型。非晶態(tài)合金可包含元素zr、hf、ti、cu、ni、pt、pd、fe、mg、au、la、ag、al、mo、nb或其組合。即，該合金可包括這些元素以其化學(xué)式或化學(xué)組成的任何組合。元素可在不同的重量或體積百分比下存在。例如，鐵“基”合金可意指具有不顯著的重量百分比的鐵存在于其中的合金，該重量百分比可為例如至少約10重量％、例如至少約20重量％、例如至少約40重量％、例如至少約50重量％、例如至少約60重量％。作為替代，在一個實施方案中，取代重量百分比，上述的百分比可為體積百分比。因此，非晶態(tài)合金可為鋯基、鈦基、鉑基、鈀基、金基、銀基、銅基、鐵基、鎳基、鋁基、鉬基等。在一些實施方案中，該合金或包含合金的組合物可基本不含鎳、鋁或鈹或其組合。在一個實施方案中，該合金或復(fù)合物完全不含鎳、鋁或鈹或其組合。例如，非晶態(tài)合金可具有式(zr,ti)a(ni,cu,fe)b(be,al,si,b)c，其中a、b和c中各表示重量或原子百分比。在一個實施方案中，以原子百分比計，a為30-75，b為5-60，并且c為0-50。作為替代，非晶態(tài)合金可具有式(zr,ti)a(ni,cu)b(be)c，其中a、b和c中各表示重量或原子百分比。在一個實施方案中，以原子百分比計，a為40-75，b為5-50，并且c為5-50。該合金還可以具有式(zr,ti)a(ni,cu)b(be)c，其中a、b和c中各表示重量或原子百分比。在一個實施方案中，以原子百分比計，a為45-65，b為7.5-35，并且c為10-37.5。作為替代，該合金可具有式(zr)a(nb,ti)b(ni,cu)c(al)d，其中a、b、c和d中各表示重量或原子百分比。在一個實施方案中，以原子百分比計，a為45-65，b為0-10，c為20-40并且d為7.5-15。前述合金系統(tǒng)的一個示例性實施方案為由liquidmetaltechnologies,ca,usa制造的以商品名vitreloytm如vitreloy-1和vitreloy-101下的zr-ti-ni-cu-be基非晶態(tài)合金。在表1中提供了不同系統(tǒng)的非晶態(tài)合金的一些實例。非晶態(tài)合金還可為鐵基合金，例如(fe、ni、co)基合金。這樣的組合物的實例公開于美國專利no.6,325,868；5,288,344；5,368,659；5,618,359和5,735,975；inoue等,appl.phys.lett.,volume71,p464(1997),shen等,mater.trans.,jim,volume42,p2136(2001)和日本專利申請no.200126277(公開no.2001303218a)。一個示例性組合物為fe72al5ga2p11c6b4。另一個實例是fe72al7zr10mo5w2b15。us2010/0084052公開了可用于本文涂層中的另一種鐵基合金系統(tǒng)，其中非晶態(tài)金屬包含例如錳(1-3原子％)、釔(0.1-10原子％)、和硅(0.3-3.1原子％)，組成范圍在括號內(nèi)給出；并且包含以下元素：鉻(15-20原子％)、鉬(2-15原子％)、鎢(1-3原子％)、硼(5-16原子％)、碳(3-16原子％)，并且余量為鐵，組成范圍在括號內(nèi)給出。表1.示例性的非晶態(tài)合金組合物合金原子％原子％原子％原子％原子％原子％1zrticunibe41.20％13.80％12.50％10.00％22.50％2zrticunibe44.00％11.00％10.00％10.00％25.00％3zrticuninbbe56.25％11.25％6.88％5.63％7.50％12.50％4zrticunialbe64.75％5.60％14.90％11.15％2.60％1.00％5zrticunial52.50％5.00％17.90％14.60％10.00％6zrnbcunial57.00％5.00％15.40％12.60％10.00％7zrcunialsn50.75％36.23％4.03％9.00％0.50％8zrticunibe46.75％8.25％7.50％10.00％27.50％9zrtinibe21.67％43.33％7.50％27.50％10zrticube35.00％30.00％7.50％27.50％11zrticobe35.00％30.00％6.00％29.00％12auagpdcusi49.00％5.50％2.30％26.90％16.30％13auagpdcusi50.90％3.00％2.30％27.80％16.00％14ptcunip57.50％14.70％5.30％22.50％15zrtinbcube36.60％31.40％7.00％5.90％19.10％16zrtinbcube38.30％32.90％7.30％6.20％15.30％17zrtinbcube39.60％33.90％7.60％6.40％12.50％18cutizrni47.00％34.00％11.00％8.00％19zrcoal55.00％25.00％20.00％前述的非晶態(tài)合金系統(tǒng)還可包含額外的元素，例如額外的過渡金屬元素，包括nb、cr、v、co。額外的元素可以以小于或等于約30重量％、如小于或等于約20重量％、如小于或等于約10重量％、如小于或等于約5重量％存在。在一個實施方案中，所述另外的任選元素是鈷、錳、鋯、鉭、鈮、鎢、釔、鈦、釩、和鉿中的至少一種，以形成碳化物且進一步改進抗磨損性和抗腐蝕性。另外的任選元素可以包括磷、鍺和砷，總計最多為約2％，優(yōu)選低于1％，用于降低熔點。其它偶存雜質(zhì)應(yīng)該低于約2％且優(yōu)選低于0.5％。在一些實施方案中，具有非晶態(tài)合金的組合物可包含少量的雜質(zhì)?？商匾馓砑与s質(zhì)元素以改變組合物的性質(zhì)，例如改善機械性質(zhì)(例如硬度、強度、斷裂機制等)和/或改善抗腐蝕性。作為替代，雜質(zhì)可以以不可避免的偶存雜質(zhì)如作為加工和制造副產(chǎn)物獲得的那些而存在。雜質(zhì)可小于或等于約10重量％、如約5重量％、如約2重量％、如約1重量％、如約0.5重量％、如約0.1重量％。在一些實施方案中，取代重量百分比，這些百分比可為體積百分比。在一個實施方案中，該組合物基本上由非晶態(tài)合金組成(僅具有少量的偶存雜質(zhì))。在另一個實施方案中，該組合物由非晶態(tài)合金組成(具有不可觀察到的痕量雜質(zhì))。非晶態(tài)合金系統(tǒng)可展現(xiàn)幾種所需的性質(zhì)。例如，它們可具有高硬度和/或強度；鐵基非晶態(tài)合金可具有特別高的屈服強度和硬度。在一個實施方案中，非晶態(tài)合金可具有約200ksi或更高、例如約250ksi或更高、例如約400ksi或更高、例如約500ksi或更高、例如約600ksi或更高的屈服強度。關(guān)于硬度，在一個實施方案中，非晶態(tài)合金可具有高于約400維氏-100mg、如高于約450維氏-100mg、如高于約600維氏-100mg、如高于約800維氏-100mg、如高于約1000維氏-100mg、如高于約1100維氏-100mg、如高于約1200維氏-100mg的硬度值，如高于約1300維氏-100mg的硬度值。非晶態(tài)合金還可具有非常高的彈性應(yīng)變極限，如至少約1.2％、如至少約1.5％、如至少約1.6％、如至少約1.8％、如至少約2.0％。非晶態(tài)合金還可展現(xiàn)高的強度重量比，特別是在例如ti基和fe基合金的情況下。它們還可具有對腐蝕的高抵抗性和高的環(huán)境持久性，特別是例如zr基和ti基合金?；瘜W(xué)組成取決于涉及的工藝和所需的應(yīng)用，可改變合金粉末組合物的化學(xué)組成。例如，在一個實施方案中，該組合物可具有三種相，一種為固溶體相，并且剩余兩種相為其它的組分相，例如第一組分相和第二組分相。第二組分相在化學(xué)組成方面可與第一組分相相同或不同。在一個實施方案中，第二組分相包含至少一種過渡金屬元素和至少一種非金屬元素，任何一種元素可與第一組分相中的那些相同或不同。所述元素還可以以任何所需量存在。例如，在一個實施方案中，過渡金屬元素可為小于或等于約20重量％、如小于或等于約15重量％、如小于或等于約10重量％、如小于或等于約5重量％的總合金組成。在一個實施方案中，本文中所述的粉末組合物是涂層的一部分。所述涂層包括粉末組合物，所述粉末組合物具有至少部分為非晶態(tài)的合金，所述合金包括鉻、鉬、碳、硼、和鐵。在一個實施方案中，所述合金組合物基本上由鉻、鉬、碳、硼、和鐵組成。在一個可選的實施方案中，所述合金組合物由鉻、鉬、碳、硼、和鐵組成。取決于應(yīng)用，本文中所述的合金粉末組合物可以不含某些元素。例如，組合物可以不含鎳、鋁、鈹、硅、或其組合。所述粉末可以是至少部分非晶態(tài)的，例如至少基本上為非晶態(tài)的，例如為完全非晶態(tài)的。合金組合物中的元素含量可以變化。對于元素鉻，合金組合物可以包括約15重量％、例如至少約20重量％、例如至少約25重量％、例如至少約30重量％的cr。對于元素鉬，合金組合物可以包括至少約10重量％、例如至少約15重量％、例如至少約20重量％、例如至少約25重量％的mo。對于元素碳，合金組合物可以包括至少約0.5重量％、例如至少約1重量％、例如至少約2重量％、例如至少約3重量％的c。在一個實施方案中，元素c可以以碳化物的形式存在。對于元素硼，合金組合物可以包括至少約1重量％、例如至少約1.5重量％、例如至少約2重量％、例如至少約2.5重量％的b。在一個實施方案中，元素b可以以硼化物的形式存在。前述的合金組合物的余量為鐵。例如在一個實施方案中，所述合金由式：(cramobccbd)fe100-(a+b+c+d)表示，其中a,b,c,d各自獨立地表示重量百分數(shù)；且a為約22到約28，b為約14到約20，c為約2到約3，且d為約1.5到約2。在一個示例性實施方案中，所述合金組合物可以由式(cr25mo17c2.5b2.0)fe53.5表示。在一個實施方案中，所述合金粉末組合物至少部分為基本上合金化的，例如至少為基本上合金化的，例如完全為合金化的。盡管不是必要的，但優(yōu)選本文中所述的合金組合物包括合金形式的元素，這與復(fù)合材料相反。合金和組合物之間的區(qū)別已經(jīng)在本說明書的其它地方提供。特別地，在一些實施方案中，優(yōu)選本文中所述的組合物不是復(fù)合物形式；相反，優(yōu)選該粉末合金組合物是合金形式。具有合金形式的元素(cr、mo、b、c、fe等)的至少一個優(yōu)點在于，組合物在化學(xué)組成方面可以是均勻的且在不同組分的界面處不具有任何特定的像復(fù)合材料的情況中那樣的弱點。在復(fù)合材料的情況中，組合物可以在高溫下分開，特別是在作為在化學(xué)或物理(例如機械)性能方面不同的實體或組分存在的不同元素的界面處。包括合金粉末組合物的組合物可以基本上由合金粉末組合物組成，所述化學(xué)組合物也可以包含少量的雜質(zhì)。或者，組合物可以由合金化的粉末組合物組成。雜質(zhì)的量可以是例如低于10重量％，例如低于5重量％、例如低于2重量％、例如低于1重量％、例如低于0.5重量％、例如低于0.2重量％、例如低于0.1重量％。在一個實施方案中，化學(xué)組成可以由合金粉末組合物組成。在合金粉末組合物用于制造產(chǎn)品如涂層時，可以任選地添加另外的材料。例如，在其中合金粉末用于制造基材上的涂層的一個實施方案中，可以添加少量的某些任選元素，例如低于15重量％、例如低于10重量％，例如低于5重量％。這些元素可以包括例如鈷、錳、鋯、鉭、鈮、鎢、釔、鈦、釩、鉿、或其組合。這些元素可以單獨地或組合地形成化合物，例如碳化物，以便進一步改善抗磨損性和抗腐蝕性。可以添加某些其它任選的元素以改變所制造的涂層的其它性能。例如，可以添加如磷、鍺、砷、或其組合的元素以降低組合物的熔點。這些元素可以以少量加入，例如低于10重量％、例如低于5重量％、例如低于2重量％、例如低于1重量％、例如低于0.5重量％。涂層術(shù)語“涂層”意指覆蓋層例如施加到物體(通常稱為基材)表面上的材料層。在一個實施方案中，將至少一種本文中所述的組合物(包括包含前述合金粉末組合物的那些)施加在基材上以形成涂層。在一個實施方案中，所述涂層基本上由本文中所述的組合物組成。在另一個實施方案中，涂層由本文中所述的組合物組成。所述基材可以是任何類型的適合的基材，例如金屬基材、陶瓷基材、或其組合。由于本文中所述的合金粉末組合物的性能，由其制得的涂層可以具有優(yōu)異的性能。例如，所述涂層可以具有高的硬度。在一個實施方案中，所述涂層可以具有至少約800hv-100gm，例如至少約850hv-100gm、例如至少約1000hv-100gm、例如至少約1100hv-100gm、例如至少約1200hv-100gm、例如至少約1250hv-100gm、例如至少約1300hv-100gm的維氏(vickers)硬度。所述涂層可以是抗磨損和/或抗腐蝕的。腐蝕是工程材料由于其與環(huán)境的化學(xué)反應(yīng)而分解為其組成原子。這可意指金屬與氧化劑如氧反應(yīng)的電化學(xué)氧化。因固溶體中的金屬原子的氧化所致的金屬氧化物的形成是稱為生銹的電化學(xué)腐蝕的實例。該類型的損害通常產(chǎn)生原始金屬的(一種或多種)氧化物和/或(一種或多種)鹽。腐蝕還可意指金屬以外的其它材料，如陶瓷或聚合物，盡管在該背景中，術(shù)語劣化為更通常的。換而言之，腐蝕為由化學(xué)反應(yīng)所致的金屬磨損。金屬和合金可僅因暴露到空氣中的濕氣中而腐蝕，但是該過程可受到暴露于某些物質(zhì)如鹽的強烈影響。腐蝕可局部集中以形成坑點或裂縫，或其可穿過寬區(qū)域延伸，或多或少均勻地腐蝕表面。因為腐蝕是擴散控制的過程，所以其可在暴露的表面上發(fā)生。因此，降低暴露的表面的活性的方法例如涂覆、鈍化和鉻酸鹽轉(zhuǎn)化可提高材料的抗腐蝕性。在本文中的實施方案的關(guān)于涂層上下文中的術(shù)語“抗腐蝕”可意指當(dāng)暴露于環(huán)境時具有涂層的材料比沒有涂層的相同材料暴露于相同環(huán)境時具有顯著更少的腐蝕。在一個實施方案中，本文中所述的涂層可以提供相對于在化學(xué)組成和材料的非晶相方面不滿足本文中所述涂層的規(guī)范的涂層而言得以改善的抗腐蝕性。由目前描述的合金化的含粉末組合物制造的涂層可展現(xiàn)所需的硬度、韌性和結(jié)合特性。該涂層還可完全致密并且適用于在發(fā)電站鍋爐中經(jīng)受的非常寬的溫度范圍。該涂層可為至少部分非晶態(tài)的，例如至少部分非晶態(tài)或完全非晶態(tài)。例如，該涂層的至少50％的體積可為非晶態(tài)的，如至少60％、如至少80％、如至少90％、如至少95％、如至少99％為非晶態(tài)的。本文中所述的合金組合物的一個出乎意料的合中需要的性質(zhì)是本文中所述的合金組合物的導(dǎo)熱率的出乎意料地提高。不束縛于任何特定的理論，與不含鉬或鉬含量較低的合金相比，所述提高可以歸于鉬的存在。需要指出的是，常規(guī)硬面合金材料經(jīng)常是鉻含量高，但是鉬含量低，如果有的話。在一個實施方案中，本文中所述的含mo合金與其不含mo(或含較少mo)的對應(yīng)物相比，導(dǎo)熱率至少高約1％、例如至少約2％、例如至少約5％、例如至少約6％、例如至少約8％、例如至少約10％。本文中所述的組合物的導(dǎo)熱率可以為至少2w/mk，例如至少3w/mk，例如至少5w/mk，例如至少10w/mk。在一個實施方案中，本文中所述的組合物的導(dǎo)熱率為約1w/mk到約10w/mk，例如約2w/mk到約6w/mk，例如約3w/mk到約5w/mk，例如約3.5w/mk到約4w/mk。在一個實施方案中，導(dǎo)熱率為約3.4w/mk。此外，不束縛于任何特定的理論，導(dǎo)熱率的提高可以引起合金的加速冷卻。這種加速冷卻的一個結(jié)果可以是合金的非晶相的增加。換句話說，mo的存在還令人驚訝地引起合金中非晶相的含量的增加。通過本文中描述的方法和組合物制備的涂層可為致密的。例如，其可具有小于或等于約10(體積)％的孔隙率，如小于或等于約5％的孔隙率、如小于或等于約2％的孔隙率、如小于或等于約1％的孔隙率、如小于或等于約0.5％的孔隙率。取決于上下文，包括材料和所使用的生產(chǎn)與加工方法，取代體積百分比，前述的百分比可為重量百分比。涂層的厚度可以為約0.001”到約0.1”，例如約0.005”到約0.08”，以及例如從約0.020”到約0.050”，例如從約0.015”到約0.03”，例如從約0.02”到約0.025”。在其中通過電弧噴射制造涂層的一個實施方案中，涂層的厚度為約0.02”到約0.03”。在其中通過hvof制造涂層的可選實施方案中，涂層的厚度為約0.015”到約0.03”。所述涂層可以包括任何如上所述的合金粉末組合物。除了所述合金粉末組合物之外，所述涂層可以包括另外的元素或材料，例如來自粘合劑的那些。術(shù)語“粘合劑”是指用于結(jié)合其它材料的材料。涂層還可以包括任何故意添加的添加劑或偶存雜質(zhì)。在一個實施方案中，涂層基本上由所述合金粉末組合物組成，例如由所述合金粉末組合物組成。本文中的實施方案的涂層有若干優(yōu)點。例如，所述涂層會保持其完整性而不會從硬粒料脫落。另外，它可以經(jīng)得起高溫，且可以比常規(guī)的涂層更具延展性和更抗疲勞。涂覆方法在一個實施方案中，形成這種涂層的方法可以包括將涂層設(shè)置在基材上?；目梢詾槿魏涡螤睢＠缁目梢允墙饘倩?，例如鋼基材。因此，在一個實施方案中，噴涂的合金涂層可以變成硬面結(jié)構(gòu)/材料的一部分。所述涂層可以包括本文中提供的任何組合物。例如，它可以具有至少部分非晶態(tài)的顯微組織，例如至少基本上非晶態(tài)的，例如完全非晶態(tài)的。在一個實施方案中，所述合金組合物可以是原位形成的。在一個實施方案中，所述方法可以進一步包括制造或提供所述合金粉末組合物的步驟。所述組合物可以是本文中提供的任何組合物?？梢允褂枚喾N技術(shù)來制造所述合金粉末組合物。這種技術(shù)之一是霧化。霧化是安置(put)本文中的實施方案的涂層的一種方法。霧化的一個實例可以是氣體霧化，其可以是指通過快速移動的惰性氣體流將熔融金屬打碎為較小顆粒的方法。氣體流可以包括非反應(yīng)性的氣體，例如包括氬氣或氮氣的惰性氣體。盡管可以在涂覆之前將各組分物理上混合或共混在一起，但在一些實施方案中優(yōu)選霧化，例如氣體霧化。在一個實施方案中，涂覆或制造涂層的方法可以包括提供混合物；將混合物形成為粉末組合物；和隨后將粉末組合物設(shè)置在基材上以形成涂層。所述組合物可以是任何前述的組合物。可以預(yù)先混合包括鉻、鉬、碳、硼、和鐵的各元素的混合物，或者可以在另外的步驟中將它們混合在一起?；旌衔镏械脑乜梢园ㄋ龊辖鸱勰┙M合物中的任何元素。在其中所產(chǎn)生的合金組合物包括cr、mo、c、b、和fe的一個實施方案中，所述混合物可以包括單質(zhì)形式、合金形式、復(fù)合材料形式、化合物形式、或其組合形式的鉻、鉬、碳、硼、和鐵。所述混合物基本不含非晶相，或者可以包含一些非晶相。形成的步驟可以通過霧化進行，如上所述。然后可以將合金粉末組合物設(shè)置到基材上。可以使用任何適合的設(shè)置技術(shù)。例如可以使用熱噴涂。熱噴涂技術(shù)可以包括冷噴涂、爆燃噴涂、火焰噴涂、高速氧燃料火焰噴涂(hvof)、等離子體噴涂、溫?zé)釃娡?、絲弧噴涂(wirearcspraying)、或其組合。絲弧噴涂可以通過雙絲電弧噴涂(twas)進行。熱噴涂可以在操作的一個或多個步驟中進行。本文中所述的hvof涂層可以是致密的，具有極低的孔隙度(如前所述)和/或很少的氧化物夾雜，且可以終結(jié)于低的單一數(shù)均方根(“ra”)值，所述ra值是層的光滑度的指示。本發(fā)明的twas涂層也可以是致密的，含有低的氧化物發(fā)紋，且表現(xiàn)出對帶芯焊絲的良好的合金化。twas涂層也可以終結(jié)于低的ra值。在用于熱噴涂例如hvof時，合金熱噴涂材料優(yōu)選是完全合金化的。然而，它不一定是非晶態(tài)形式，且甚至可以具有源于通常生產(chǎn)過程的正常冷卻速率的普通宏觀晶體組織。因此，所述熱噴涂粉末可以通過這種標(biāo)準方法來制備，如從熔體霧化并在環(huán)境條件下冷卻滴狀物。熱噴涂然后使顆粒熔化，使顆粒在涂覆中的表面上淬火，提供可以基本或完全為非晶態(tài)的涂層。通過使用通常的生產(chǎn)方法，熱噴涂粉末的生產(chǎn)保持為相對簡單且使成本最小化。熱噴涂可以是指其中將熔化(或加熱)的材料噴涂到表面上的涂覆工藝。"原料"(涂覆前體)可以通過例如電(等離子體或電弧)或化學(xué)方法(燃燒火焰)來加熱。與其它涂覆工藝相比，熱噴涂可以在大的區(qū)域以高的沉積速度提供厚的涂層(例如，厚度范圍為約20微米或更大，直到達到毫米范圍)。可以將原料以粉末或線形式供入系統(tǒng)中，加熱到熔融或半熔融狀態(tài)，然后以微米尺寸的顆粒的形式向基材加速?？梢允褂萌紵螂娀》烹娮鳛闊釃娡康哪芰吭?。所得涂層可以通過積累多個噴涂顆粒制得。因為表面可以不被顯著地加熱，所以熱噴涂的涂層可以具有允許涂覆可燃物質(zhì)的優(yōu)點。所述組合物可以包括任何如上所述的合金粉末組合物。設(shè)置步驟可以通過任何適合的技術(shù)進行，例如噴涂，如熱噴涂。熱噴涂工藝通常是指使用熱將熔融或半熔融的材料沉積到基材上以保護基材免于磨損和侵蝕的工藝。在熱噴涂工藝中，將要沉積的材料以例如粉末形式供應(yīng)。這種粉末可以包括小的顆粒，例如，100目u.s.標(biāo)準篩尺寸(149微米)到約2微米。本文中所述的合金粉末組合物可以以多種(完全或基本上完全)合金化的形式使用，例如鑄造的、燒結(jié)的、或焊接的形式，或者作為經(jīng)過淬火的粉末或帶狀物。所述組合物可以尤其適用作通過熱噴涂生產(chǎn)涂層。可以使用任何類型的熱噴涂，例如等離子體噴涂、火焰噴涂、電弧等離子體噴涂、電弧和燃燒噴涂、和高速氧燃料火焰(hvof)噴涂。在一個實施方案中，使用高速熱噴涂工藝，例如hvof。熱噴涂工藝通常包括三個不同步驟：第一步是將材料熔化，第二步是將材料霧化，第三步是將材料沉積到基材上。例如，電弧噴涂工藝使用電弧熔化材料，并使用壓縮氣體進行霧化和將材料沉積到基材上。hvof工藝的一個實施方案示出在圖4中。hvof熱噴涂工藝與燃燒粉末噴涂工藝(“l(fā)vof”)基本上相同，不同之處在于該工藝已經(jīng)發(fā)展到產(chǎn)生極高的噴涂速度。具有許多hvof槍，它們使用不同的方法實現(xiàn)高速噴涂。一個方法主要是高壓水冷式燃燒室和長的噴嘴。將燃料(煤油、乙炔、丙烯和氫)和氧供入腔室中，燃燒產(chǎn)生熱的高壓火焰，其速度沿著噴嘴增加?？梢詫⒎勰┰诟邏合螺S向供入燃燒室中或通過壓力較低的拉伐爾(laval)式噴嘴的側(cè)部供給。另一個方法使用高壓燃燒噴嘴和氣帽的更簡單的系統(tǒng)。在高壓下供應(yīng)燃料氣體(丙烷、丙烯或氫)和氧，且燃燒在噴嘴外但在供應(yīng)有壓縮空氣的氣帽中進行。壓縮空氣使火焰收窄并加速，并起到槍的冷卻劑的作用。在高壓下從噴嘴的中心軸向供給粉末。在hvof中，將氣態(tài)或液態(tài)的燃料和氧的混合物供入燃燒室中，在那里它們被點燃并連續(xù)地燃燒。壓力接近1mpa的所得熱氣體通過收斂-發(fā)散噴嘴射出并行進通過直的部分。燃料可以是氣體(氫、甲烷、丙烷、丙烯、乙炔、天然氣等)或液體(煤油等)。桶出口處的噴射速度(>1000m/s)超過了音速。將粉末原料注射到氣體流中，所述氣體流使粉末加速直到800m/s。熱氣體和粉末的流被引向要涂覆的表面。粉末在流中部分融化，并沉積在基材上。得到的涂層具有低的孔隙率和高的粘合強度。hvof涂層可以厚至12mm(1/2")。它典型地用于在材料上沉積抗磨損和侵蝕的涂層，例如陶瓷層和金屬層。常見的粉末包括wc-co、碳化鉻、mcraly、和氧化鋁。所述工藝已經(jīng)是最成功的，且可用于沉積金屬陶瓷材料(wc－co等)和其它抗腐蝕合金(不銹鋼、鎳基合金、鋁、用于醫(yī)學(xué)植入物的羥基磷灰石等)。制造本文中的實施方案的涂層的另一方法是通過圖5中所示的電弧絲熱噴涂工藝。在電弧噴涂工藝中，借助于電弧使一對導(dǎo)電性絲線熔化。熔化的材料通過壓縮空氣霧化并朝向基材表面推動。撞擊在基材上的熔融顆粒迅速凝固，形成涂層。正確進行的該工藝稱為“冷法”(相對于涂覆中的基材材料)，因為可以在工藝過程中將基材溫度保持為低的，以防止對基材材料的損害、冶金學(xué)改變和變形。制造本文中的實施方案的涂層的另一方法可以是通過圖6中所示的等離子體熱噴涂工藝。所述等離子體噴涂工藝基本是將熔融的或熱軟化的材料噴涂到表面上以提供涂層。將粉末形式的材料注射到非常高溫度的等離子火焰中，在那里被迅速地加熱并加速到高的速度。熱的材料沖擊在基材表面上并迅速冷卻形成涂層。正確進行的該工藝稱為“冷法”(相對于涂覆中的基材材料)，因為可以在工藝過程中將基材溫度保持為低的，以防止對基材材料的損害、冶金學(xué)改變和變形。等離子體槍包括銅陽極和鎢陰極，二者都是水冷的。等離子體氣體(氬、氮、氫、氦)圍繞陰極流動并通過成形為收縮噴嘴的陽極。通過高壓放電引發(fā)等離子體，所述高壓放電引起局部的離子化且在陰極和陽極之間形成dc電弧的導(dǎo)電通路。來自電弧的電阻加熱引起氣體達到極端的溫度、離解、并離子化以形成等離子體。等離子體作為游離或中性的等離子體火焰(不攜帶電流的等離子體)離開陽極噴嘴，這與其中電弧延伸到待涂覆表面的等離子體轉(zhuǎn)移電弧涂覆法完全不同。在等離子體被穩(wěn)定化且準備好進行噴涂時，電弧沿著噴嘴延伸，而不是短接于陽極噴嘴的最近邊緣。電弧的這種拉伸是由于熱收縮效應(yīng)。非導(dǎo)電性的水冷陽極噴嘴表面周圍的冷氣體使等離子體電弧壓縮，提高其溫度和速度。最通常使通過設(shè)置在陽極噴嘴出口附近的外部粉末端口將粉末供入等離子火焰中。粉末被如此快速加熱和加速，使得噴涂距離可以約為25-150mm。在其中組合物用作熱噴涂材料的一個實施方案中，期望組合物是合金形式(而不是各組分的復(fù)合材料)。不束縛于任何特定的理論，在所噴涂的組合物的均勻性最大化(即，作為合金而不是復(fù)合材料)時在熱噴涂過程中可獲得合乎需要的效果。事實上，具有適合于熱噴涂的尺寸和流動性的合金化粉末可以提供這種均勻性的最大化的地點(venue)。粉末顆?？梢詾槿魏涡螤?，例如球狀顆粒、橢球狀顆粒、不規(guī)則顆粒、或薄片，例如扁平的薄片。在一個實施方案中，合金化粉末可以具有100目(u.s.標(biāo)準篩尺寸，即149微米)到約2微米范圍內(nèi)的粒徑。此外，熱噴涂材料可以直接使用，或者例如作為與至少一種其它熱噴涂粉末例如碳化鎢共混的粉末使用。在一些實施方案中，用作熱噴涂材料的一部分的本文中所述的含粉末的合金組合物可以是完全合金化的，或至少基本上是合金化的。因此，所述工藝還可以包括預(yù)合金化和在設(shè)置步驟之前將至少一些合金粉末組合物加工為粉末形式的步驟。合金粉末組合物不必是非晶態(tài)的。例如，組合物可以具有至少一些結(jié)晶度，例如是完全晶態(tài)的，或者可以是至少部分非晶態(tài)的，例如基本上為非晶態(tài)的或完全為非晶態(tài)的。不束縛于任何特定的理論，一些結(jié)晶度可以是現(xiàn)有合金化粉末生產(chǎn)過程中的正常冷卻速率的結(jié)果。換句話說，所述熱噴涂粉末可以通過標(biāo)準方法來制備，如從熔體霧化并在環(huán)境條件下(例如在空氣中)冷卻滴狀物。在一個實施方案中，可以通過例如使用非反應(yīng)性氣體如氬或氮進行霧化的方法生產(chǎn)合金化的粉末。已經(jīng)表明，使用這種方法在合金內(nèi)形成次生相(secondaryphases)。然后，熱噴涂可以使顆粒熔化，可在涂覆中的表面上淬火所述顆粒，由此提供可以基本上或完全非晶態(tài)的涂層。盡管復(fù)合材料的線涂覆和復(fù)合材料的粉末涂覆是兩種完全不同的工藝，但是仍值得提及美國專利7,256,369。該專利公開了一種復(fù)合材料線，其中外護套可以由圍繞另外材料的芯材卷繞的任何金屬或合金構(gòu)造而成，所述芯材包括在噴涂時不合金化的金屬陶瓷型的材料。這種方法也可以與本文中所述的合金組合物一起使用。在圖3中提供了以下物質(zhì)的dsc掃描結(jié)果：在一個實施方案中的組成為(cr25mo17c2.5b2.0)fe53.5的粉末化合金組合物的示例性實施方案，以及合金的hvof噴涂涂層和由該合金的帶芯絲線得到的arc噴涂涂層，這表明了無論合金的形式如何，合金的組成和非晶態(tài)性能都得到保持。在使用過程中，粉末可以以常規(guī)的方式噴涂，使用粉末型熱噴涂槍，盡管也可使用塑料或類似粘合劑將其結(jié)合為復(fù)合材料線或桿的形式，所述粘合劑例如為聚乙烯或聚氨酯，在槍的加熱區(qū)中分解。合金桿或線也可以用于線的熱噴涂工藝。所述桿或線應(yīng)具有用于火焰噴涂線的常規(guī)尺寸和精度公差，因此可以具有例如從6.4mm到20號(gauge)的尺寸。通過使用本文中公開的生產(chǎn)方法，熱噴涂的合金化粉末的生產(chǎn)可以保持為相對簡單且使成本最小化。本文中所述的方法可具有如下優(yōu)點：用于形成復(fù)合材料粉末涂層作為圍繞其它材料的芯材(包括在噴涂時不合金化的金屬陶瓷型材料)的外護套。在加工過程中，粉末可以使用常規(guī)技術(shù)噴涂，例如使用粉末型熱噴槍?；蛘?，還可使用塑料或類似粘合劑將其結(jié)合到復(fù)合材料線或桿中，所述粘合劑可以在槍的加熱區(qū)分解。粘合劑可以是例如聚乙烯或聚氨酯。合金桿或線也可以用于線熱噴涂加工。在一個實施方案中，所述桿或線可以具有用于火焰噴涂線的尺寸和精度公差，因此可以具有例如從6.4mm到20號的尺寸。盡管本發(fā)明的組合物可以以多種完全合金化的形式使用，例如鑄造、燒結(jié)、或焊接的形式，或者作為經(jīng)過淬火的粉末或帶狀物等，但是它尤其適合于通過熱噴涂生產(chǎn)涂層的應(yīng)用。在這種熱噴涂材料中，組合物應(yīng)該是合金形式(這與各組分的復(fù)合材料不同)，因為由其獲得了所需益處以及最大均勻性。具有適用于熱噴涂的尺寸和流動性的合金粉末是這種形式之一。在優(yōu)選的實施方案中，這種粉末可落入從100目(u.s.標(biāo)準篩尺寸)(149微米)到約2微米的范圍內(nèi)。例如，粗粒級可以為-140+325目(-105+44微米)，而細粒級可以為-325目(-44微米)+15微米。熱噴涂材料可以直接使用，或者例如作為與另一種熱噴涂粉末如碳化鎢共混的粉末使用。非限制性工作例圖1和圖2a-2b提供了原始粉末和在一個實施方案中的合金的hvof噴涂涂層的x射線衍射和差示掃描量熱數(shù)據(jù)，其中組合物由式(cr25mo17c2.5b2.0)fe53.5表示。這些結(jié)果表明，電弧噴涂涂層具有非晶態(tài)的顯微組織和高比例的非晶態(tài)結(jié)構(gòu)。另外，如所示，hvof噴涂涂層產(chǎn)生了與原料粉末的非晶態(tài)組織匹配的非晶態(tài)顯微組織。此外，化學(xué)分析表明非晶態(tài)樣品和晶態(tài)樣品是相同的。在一個實施方案中，將帶芯絲線的樣品和hvof涂層的樣品真空電弧熔融，并將樣品塊橫切并用sem檢查。在一個實施方案中，測定樣品是完全結(jié)晶化的，但是它們保持了高的硬度。此外，合金的rockwellc值平均為67.5。熔化試驗的出乎意料的結(jié)果表明了熔融-結(jié)晶化的樣品具有強的磁吸引，而非晶態(tài)的涂層幾乎沒有任何磁響應(yīng)。圖7示出了一個實施方案中的合金的hvof涂層的sem圖像。白色的點是通過用于制備冶金學(xué)支架(mount)的切削和拋光加工暴露出來的孔隙率。觀察到合金組合物是完全合金化的且表明在涂層中沒有未合金化的復(fù)合材料。本文中使用的冠詞“一”、“一個”和“一種”等是指一個或一個以上(即，至少一個)的該冠詞修飾的對象。例如，“一種聚合物樹脂”是指一種聚合樹脂或多于一種聚合樹脂。本文中所述的任何范圍都是包含端值的。本說明書中使用的術(shù)語“基本上”和“約”用于描述和說明存在小的波動。例如，它們可以是指小于或等于±5％，例如小于或等于±2％，例如小于或等于±1％，例如小于或等于±0.5％，例如小于或等于±0.2％，例如小于或等于±0.1％，例如小于或等于±0.05％。實施方案的應(yīng)用本文中所述的合金涂層可以表現(xiàn)出優(yōu)于其它已有的常規(guī)涂層的得到改善的抗磨性、表面活性、導(dǎo)熱率、和抗腐蝕性。由于其優(yōu)異的機械性質(zhì)和抗腐蝕性，本文中所述的涂層可被用于多種應(yīng)用。例如，所述涂層可用作軸承和磨損表面，特別是在腐蝕條件下使用。所述涂層還可以用于例如涂覆洋基(yankee)干燥器輥子；汽車和柴油機的活塞環(huán)；泵組件例如軸、套筒、密封件、葉輪、殼體區(qū)域、柱塞；汪克爾(wankel)發(fā)動機組件例如外殼、端板；和機械元件例如缸套、活塞、閥桿和液壓頂桿。所述涂層是洋基干燥器的部件、發(fā)動機活塞；泵軸、泵套筒、泵密封件、泵葉輪、泵殼、泵柱塞、組件、汪克爾發(fā)動機、發(fā)動機殼、發(fā)動機端板、工業(yè)機器、機械缸套、機械活塞、機械閥桿、機械液壓頂桿、或其組合。作為替代，它可以是電子裝置的部件，例如，裝置的外殼或殼體的部件或其電互連的部件。所述涂層還可以用于任何用戶電子裝置，例如移動電話、臺式電腦、膝上型電腦、和/或便攜式音樂播放器。例如，在一個實施方案中，界面層或密封件可用于連接和結(jié)合電子裝置的外殼的兩個部分并建立不透液體的密封，有效地賦予裝置以防水性和氣密性，使得液體不能進入該裝置的內(nèi)部。此處的電子裝置可以指任何電子裝置，例如用戶電子裝置。例如，它可以是電話機如移動電話、和/或陸線電話、或任何通訊裝置例如智能電話，包括例如iphonetm，以及電子郵件發(fā)送/接收裝置。它可以是顯示器的部件，例如數(shù)字式顯示器、電視監(jiān)視器、電子書閱讀器、便攜式網(wǎng)絡(luò)瀏覽器(例如ipadtm)、和電腦顯示器。它還可以是娛樂裝置，包括便攜式dvd播放器、dvd播放器、藍光光盤播放器、視頻游戲控制臺、音樂播放器例如便攜式音樂播放器(例如ipodtm)等。它還可以是提供控制的裝置的部件，例如控制圖像、視頻、聲音的流(例如appletvtm)，或者它可以是用于電子裝置的遠程控制。它可以是電腦或其輔助裝置的部件，例如硬盤塔外殼或殼體、膝上型電腦外殼、膝上型電腦鍵盤、膝上型電腦軌跡面板、臺式電腦鍵盤、鼠標(biāo)、和揚聲器。該涂層還可以應(yīng)用于例如手表或時鐘的裝置。當(dāng)前第1頁12