本發(fā)明涉及塊體凝固型無定形金屬合金散熱器。

背景技術(shù)：
散熱器是將固體材料內(nèi)產(chǎn)生的熱量轉(zhuǎn)移到諸如空氣或液體的流體介質(zhì)中的部件或組件的術(shù)語。散熱器的實例為用于制冷和空調(diào)系統(tǒng)中的熱交換器和汽車中的水箱（也是熱交換器）。散熱器還有助于冷卻電子和光電設(shè)備，例如高功率激光器和發(fā)光二極管(LED)。將散熱器在物理上設(shè)計成增加與其周圍的冷卻流體（例如空氣）接觸的表面積。迎面空氣速度、材料的選擇、鰭片（或其他凸起）設(shè)計和表面處理是影響熱阻（即散熱器的熱性能）的設(shè)計因素中的一些。散熱器的一個工程應(yīng)用是用于電子器件（通常為計算機中央處理單元(CPU)或圖形處理器）的熱管理。為此，散熱器附接方法和熱界面材料也影響處理器的最終節(jié)點或模片溫度。熱量從散熱器傳遞的速率q為傳熱系數(shù)(h)、熱量通過其傳遞的傳熱表面積(A)和溫度梯度(ΔT)的乘積。q=h·A·ΔT其中q=輸入的熱流或損失的熱流，J/s=Wh=傳熱系數(shù)，W/(m2K)A=傳熱表面積，m2ΔT=固體表面與周圍流體區(qū)域之間的溫度差，K傳熱系數(shù)具有瓦/平方米-開爾文的SI單位：W/(m2K)。由于從散熱器傳遞的熱量與傳熱表面積成比例，因此散熱器的傳熱表面積越高，從散熱器傳遞的熱量就越高。最常見的散熱器材料為鋁。用于制造散熱器的不是化學(xué)上純的鋁，而是鋁合金。鋁合金1050A具有在229W/m·K的較高熱導(dǎo)率值之一。然而，由于其為相對柔軟的材料，因此不推薦用于機加工。鋁合金6061和6063為更常用的鋁合金，其熱導(dǎo)率值分別為166W/m·K和201W/m·K。銅也被使用，因為其具有鋁的約兩倍的傳導(dǎo)率，但是重量為鋁的三倍。銅可比鋁貴約四到六倍。鋁的附加優(yōu)點在于其能夠被擠壓，而銅卻不能。銅散熱器被機加工和切削。另一種制造方法是將鰭片焊接到散熱器基座中。然而，常規(guī)散熱器材料均不具有超塑性成形特性，該特性將允許其通過諸如壓印的方法而被熱成形，以形成微米級和納米級的極高的傳熱表面積。

技術(shù)實現(xiàn)要素：
本文的實施例涉及具有直接浮凸在包含金屬合金的塊體凝固型無定形合金中的納米復(fù)制和/或微米復(fù)制的散熱器，其中散熱器被配置成通過空氣的自然對流或空氣的強制對流，或者通過流體的流體相變和/或液體的液體冷卻將熱量轉(zhuǎn)移出散熱器。其他實施例涉及具有散熱器的裝置。其他實施例涉及制造散熱器和具有散熱器的裝置的方法。附圖說明圖1提供了示例性塊體凝固型無定形合金的溫度-粘度圖。圖2提供了示例性塊體凝固型無定形合金的時間溫度轉(zhuǎn)變(TTT)圖的示意圖。圖3提供了一個實施例的散熱器的示意圖，其中散熱器具有高傳導(dǎo)性材料的涂層。圖4提供了塊體凝固型無定形合金的超塑成型以形成散熱器的示意圖。圖5提供了示出在一個應(yīng)用中消耗的功率與不同類型的散熱器的熱效率之間的關(guān)系的示意圖。圖6示出了引腳鰭片、直鰭片和擴口鰭片散熱器類型。圖7提供了安裝在散熱器上的發(fā)熱設(shè)備的示意圖，該散熱器具有基本上與發(fā)熱設(shè)備接觸的冷卻通道。圖8提供了具有安裝在塊體凝固型無定形合金散熱器(3)的一側(cè)上的散熱鰭片組(4)和冷卻風(fēng)扇或熱電冷卻設(shè)備(5)，并且具有安裝在散熱器(2)的另一側(cè)上的電子設(shè)備(1)的裝置的示意圖，散熱器與電子設(shè)備之間具有或不具有覆蓋層(3)。具體實施方式在本說明書中所引用的所有出版物、專利和專利申請均據(jù)此全文以引用方式并入。本文所用冠詞“一個”和“一種”是指一個或多于一個（即，至少一個）冠詞的語法對象。以舉例的方式，“聚合物樹脂”意指一種聚合物樹脂或多于一種聚合物樹脂。本文所引用的任何范圍均包括端值在內(nèi)。在本說明書的全文中所用的術(shù)語“基本上”和“約”用于描述并考慮小的波動。例如，它們可以指小于或等于±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%。塊體凝固型無定形合金或塊體金屬玻璃(“BMG”)為最近開發(fā)的一類金屬材料。這些合金可以以相對較慢的速率凝固和冷卻，并且它們在室溫下保持無定形的非結(jié)晶（即，玻璃態(tài)）狀態(tài)。無定形合金具有許多比其晶態(tài)對應(yīng)物優(yōu)越的特性。然而，如果冷卻速率不夠快，則晶體可能在冷卻期間形成于合金內(nèi)部，使得無定形狀態(tài)的有益效果可能喪失。例如，制造塊體無定形合金部件的一個挑戰(zhàn)在于由緩慢冷卻或合金原材料中的雜質(zhì)所導(dǎo)致的部件的局部結(jié)晶。由于在BMG部件中可能需要較高程度的非晶度（并且相反地，較低程度的結(jié)晶度），因此需要開發(fā)用于鑄造具有受控量的非晶度的BMG部件的方法。圖1（得自美國專利No.7,575,040）示出了來自由LiquidmetalTechnology制造的Zr--Ti--Ni--Cu--Be族VIT-001系列的示例性塊體凝固型無定形合金的粘度-溫度曲線圖。應(yīng)該指出的是，在形成無定形固體期間，不存在塊體凝固型無定形金屬的明顯液體/固體轉(zhuǎn)變。隨著過冷卻逐漸擴大，熔融的合金變得越來越粘，直至其在大約玻璃化轉(zhuǎn)變溫度處接近固體形式。因此，塊體凝固型無定形合金的凝固前沿的溫度可為大約玻璃化轉(zhuǎn)變溫度，此處出于拔出經(jīng)淬火的無定形片材產(chǎn)品的目的，合金將實際上充當(dāng)固體。圖2（得自美國專利No.7,575,040）示出了示例性塊體凝固型無定形合金的時間溫度轉(zhuǎn)變(TTT)冷卻曲線或TTT圖。與常規(guī)金屬一樣，塊體凝固型無定形金屬在冷卻時不會經(jīng)歷液體/固體結(jié)晶轉(zhuǎn)變。相反，隨著溫度降低（接近玻璃化轉(zhuǎn)變溫度Tg），在高溫（接近“熔融溫度”Tm）下發(fā)現(xiàn)的高度流體化的非晶態(tài)形式金屬變得更粘，最終呈現(xiàn)常規(guī)固體的外在物理特性。盡管塊體凝固型無定形金屬并不存在液體/結(jié)晶轉(zhuǎn)變，但可將“熔融溫度”Tm定義為對應(yīng)結(jié)晶相的熱力學(xué)液相線溫度。在該機制下，塊體凝固型無定形合金在熔融溫度下的粘度可處于約0.1泊至約10,000泊的范圍內(nèi)，并且甚至有時低于0.01泊。在“熔融溫度”下的較低粘度可提供使用塊體凝固型無定形金屬對殼體/模具的復(fù)雜精細部分進行更快且完全的填充，以便形成BMG部件。此外，熔融金屬形成BMG部件的冷卻速率必須使得在冷卻期間時間溫度曲線不橫向穿過界定圖2的TTT圖中的結(jié)晶區(qū)的鼻形區(qū)域。在圖2中，Tnose為其中結(jié)晶最為迅速且在最短時間尺度內(nèi)出現(xiàn)的臨界結(jié)晶溫度Tx。過冷液相區(qū)（介于Tg與Tx之間的溫度區(qū)域）是抵抗塊體凝固合金結(jié)晶的卓越穩(wěn)定性的體現(xiàn)。在該溫度區(qū)域內(nèi)，塊體凝固型合金可作為高粘滯液體存在。塊體凝固型合金在過冷液相區(qū)中的粘度可以在玻璃化轉(zhuǎn)變溫度下的1012帕·秒與結(jié)晶溫度（過冷液相區(qū)的高溫極限）下的105帕·秒之間變化。具有此類粘度的液體可在所施加的壓力下經(jīng)受顯著的塑性應(yīng)變。本文的實施例利用過冷液相區(qū)中的較大塑性成形性能作為成形和分離方法。需要對Tx進行一些闡釋。在技術(shù)上，TTT圖中所示的鼻形曲線將Tx描述為溫度和時間的函數(shù)。因此，不管在加熱或冷卻金屬合金時采取的是何種軌線，當(dāng)碰到TTT曲線時，就已達到Tx。在圖2中，將Tx示出為虛線，因為Tx可從接近Tm變化為接近Tg。圖2的示意性TTT圖示出了在時間-溫度軌線（示出為(1)，作為示例性軌線）不碰到TTT曲線的情況下，從處于或高于Tm至低于Tg的壓鑄加工方法。在壓鑄期間，成形與快速冷卻基本上同時發(fā)生，以避免軌線碰到TTT曲線。在時間-溫度軌線（示出為(2)、(3)和(4)，作為示例性軌線）不碰到TTT曲線的情況下，從處于或低于Tg至低于Tm的超塑性成形(SPF)加工方法。在SPF中，將無定形BMG重新加熱至過冷液相區(qū)，此處可用的加工窗口可能比壓鑄大得多，從而導(dǎo)致工藝具備更佳的可控性。SPF工藝不需要快速冷卻來避免在冷卻期間出現(xiàn)結(jié)晶。另外，如示例性軌線(2)、(3)和(4)所示，SPF可在SPF期間的最高溫度高于Tnose或低于Tnose、最高至約Tm的情況下進行。如果對一件無定形合金進行加熱但設(shè)法避免碰到TTT曲線，則已加熱到“介于Tg與Tm之間”，但不會達到Tx。以20攝氏度/分鐘的加熱速率得到的塊體凝固型無定形合金的典型差示掃描量熱儀(DSC)加熱曲線主要描述了跨TTT數(shù)據(jù)的特定軌線，其中可能看到在某個溫度下的Tg、當(dāng)DSC加熱斜坡跨過TTT結(jié)晶起點時的Tx，以及當(dāng)同一條軌線跨過熔融的溫度范圍時的最終熔融峰。如果以如圖2中的軌線(2)、(3)和(4)的傾斜升溫部分所示的快速加熱速率加熱塊體凝固型無定形合金，則可能完全避開TTT曲線，并且DSC數(shù)據(jù)可示出加熱時的玻璃化轉(zhuǎn)變但無Tx。考慮此過程的另一種方式為，只要軌線(2)、(3)和(4)不碰到結(jié)晶曲線，這些軌線便可落在TTT曲線的鼻部（以及甚至高于此的地方）與Tg線之間溫度的任何位置處。這僅僅意味著軌線的水平平臺可能隨著提高加工溫度而大幅變短。相本文中的術(shù)語“相”可指在熱力學(xué)相圖中發(fā)現(xiàn)的相。相為遍及其中材料的所有物理特性基本上是一致的空間（如，熱力學(xué)系統(tǒng)）區(qū)域。物理特性的實例包括密度、折射率、化學(xué)組成以及晶格周期性。將相簡單地描述為材料的在化學(xué)上一致、在物理上不同和/或可機械分離的區(qū)域。例如，在處于玻璃罐中的由冰和水構(gòu)成的系統(tǒng)中，冰塊為一個相，水為第二相，而水上方的濕空氣為第三相。罐的玻璃為另一種分離相。相可以指固溶體，其可以是二元、三元、四元或更多元的溶體或化合物，例如金屬互化物。又如，無定形相不同于結(jié)晶相。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”通常是指可見于元素周期表中的元素。在物理上，基態(tài)中的金屬原子包含部分填充的帶，具有接近占有態(tài)的空態(tài)。術(shù)語“過渡金屬”為元素周期表中第3族到第12族中的任何金屬元素，其具有不完全的內(nèi)電子層，并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、有色的化合物和形成穩(wěn)定的絡(luò)合離子的能力。術(shù)語“非金屬”是指不具有丟失電子和形成陽離子能力的化學(xué)元素。取決于應(yīng)用，可使用任何合適的非金屬元素、或它們的組合。合金（或“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。非金屬元素可以是見于元素周期表的第13-17族中的任何元素。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第13-17族中的某些準(zhǔn)金屬（例如，B、Si、Ge、As、Sb、Te和Po）。在一個實施例中，非金屬元素可以包括B、Si、C、P、或它們的組合。因此，例如，合金可以包括硼化物、碳化物、或這兩者。過渡金屬元素可以是鈧、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、钅盧(rutherfordium)、钅杜(dubnium)、钅喜(seaborgium)、鈹、钅黑(hassium)、钅麥(meitnerium)、钅達(ununnilium)、钅侖(unununium)和ununbium中的任何一種。在一個實施例中、包含過渡金屬元素的BMG可以具有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，可以使用任何合適的過渡金屬元素、或它們的組合。所述合金組合物可以包含多種過渡金屬元素，例如至少兩種、至少三種、至少四種、或更多種過渡金屬元素。當(dāng)前所描述的合金或合金“樣品”或“樣本”合金可具有任何形狀或尺寸。例如，所述合金可具有微粒形狀，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)則形狀的形狀。所述微?？梢跃哂腥魏纬叽?。例如，它可以具有介于約1微米與約100微米之間的平均直徑，例如介于約5微米與約80微米之間、例如介于約10微米與約60微米之間、例如介于約15微米與約50微米之間、例如介于約15微米與約45微米之間、例如介于約20微米與約40微米之間、例如介于約25微米與約35微米之間。例如，在一個實施例中，微粒的平均直徑介于約25微米與約44微米之間。在一些實施例中，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。合金樣品或樣本還可以具有大得多的尺度。例如，它可以是塊體結(jié)構(gòu)部件，例如鑄塊、電子設(shè)備的外殼/保護套或甚至是具有在毫米、厘米或米范圍內(nèi)的尺度的結(jié)構(gòu)部件的一部分。固溶體術(shù)語“固溶體”是指固體形式的溶體。術(shù)語“溶體”是指兩種或更多種物質(zhì)的混合物，其可為固體、液體、氣體或這些的組合。該混合物可為均質(zhì)或異質(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。一般來講，不將兩種或更多種物質(zhì)彼此化學(xué)結(jié)合。合金在一些實施例中，本文所描述的合金組合物可被完全合金化。在一個實施例中，術(shù)語“合金”是指兩種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)其他金屬的原子之間的間隙位置；例如，黃銅是鋅和銅的合金。與復(fù)合物不同，合金可以指金屬基體中的一種或多種元素的部分或完全的固溶體，諸如金屬基體中的一種或多種化合物。本文的術(shù)語合金可以指可給出單一固相微結(jié)構(gòu)的完全固溶體合金以及可給出兩種或更多種相的部分溶體兩者。本文所描述的合金組合物可以指包含合金的合金組合物，或包含含合金復(fù)合物的合金組合物。因此，完全合金化的合金可具有均勻分布的成分，不管是固溶體相、化合物相還是這兩者。本文所使用的術(shù)語“完全合金化”可考慮誤差容限內(nèi)的微小變化。例如，其可以指至少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。本文的百分比可以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，其就組成或相而言，可能不是合金的一部分。無定形或非晶態(tài)固體“無定形”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。如本文所用，“無定形固體”包括“玻璃”，其是在加熱時通過玻璃化轉(zhuǎn)變而軟化并轉(zhuǎn)變成類液體狀態(tài)的無定形固體。一般來講，盡管無定形材料因化學(xué)鍵的性質(zhì)而可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)諸如X射線衍射和透射電子顯微鏡法所確定的晶格周期性，可得出無定形固體和晶態(tài)固體之間的區(qū)別。術(shù)語“有序”和“無序”指定多粒子系統(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”基于長度尺度來區(qū)分材料中的有序。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（晶胞中的原子排列）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(zhǔn)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(zhǔn)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，則可認為該系統(tǒng)具有長程有序性。如果其作為距離的冪衰減至零，則可稱其為準(zhǔn)長程有序。注意，“大的|x-x'|”的數(shù)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，則可認為系統(tǒng)呈現(xiàn)淬火無序，即它們是淬火或冷凍的，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。本文的實施例包括包含淬火無序的系統(tǒng)。本文所述的合金可為晶態(tài)的、部分晶態(tài)的、無定形的、或基本上無定形的。例如，合金樣品/樣本可包括至少一些結(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。作為另外一種選擇，合金可為基本上無定形的，例如完全無定形的。在一個實施例中，合金組合物至少基本上不是無定形的，例如為基本上晶態(tài)的，例如為完全晶態(tài)的。在一個實施例中，晶體或多個晶體在另外的無定形合金中的存在可理解為其中的“結(jié)晶相”。合金的結(jié)晶度程度（或在一些實施例中簡稱為“結(jié)晶度”）可以指存在于合金中的結(jié)晶相的量。所述程度可以指例如存在于合金中的晶體的分數(shù)。所述分數(shù)可以指體積分數(shù)或重量分數(shù)，這取決于上下文。對無定形合金的“無定形”的量度可以是非晶度。非晶度可用結(jié)晶度的程度衡量。例如，在一個實施例中，具有低程度的結(jié)晶度的合金可被認為具有高程度的非晶度。在一個實施例中，例如，具有60體積%結(jié)晶相的合金可具有40體積%無定形相。無定形合金或無定形金屬“無定形合金”為具有大于50體積%的無定形含量、優(yōu)選大于90體積%的無定形含量、更優(yōu)選大于95體積%的無定形含量、并且最優(yōu)選大于99體積%至幾乎100體積%的無定形含量的合金。注意，如上所述，非晶度高的合金相當(dāng)于結(jié)晶度程度低。“無定形金屬”為具有無序的原子尺度結(jié)構(gòu)的無定形金屬材料。與為結(jié)晶并因此具有高度有序的原子排列的大多數(shù)金屬相比，無定形合金為非結(jié)晶的。其中這種無序結(jié)構(gòu)由冷卻期間的液體狀態(tài)直接產(chǎn)生的材料有時被稱為“玻璃”。因此，通常將無定形金屬稱為“金屬玻璃”或“玻璃態(tài)金屬”。在一個實施例中，塊體金屬玻璃BMG可以指其微結(jié)構(gòu)至少部分地為無定形的合金。然而，除了極快速冷卻以外還存在幾種方法來制備無定形金屬，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。不管無定形合金是如何制備的，它們可能均為單一類材料。無定形金屬可通過多種快速冷卻方法制備。例如，可通過將熔融金屬濺射到旋轉(zhuǎn)金屬盤上來制備無定形金屬。在上百萬度每秒的級別上的快速冷卻對于晶體形成來說可能太快，并因此將材料“鎖定”在玻璃狀態(tài)。此外，可以以低得足以允許厚層中無定形結(jié)構(gòu)形成的臨界冷卻速率來制備無定形金屬/合金，如塊體金屬玻璃。術(shù)語“塊體金屬玻璃”(“BMG”)、塊體無定形合金(“BAA”)和塊體凝固型無定形合金在本文中可互換使用。它們是指具有至少在毫米范圍內(nèi)的最小尺度的無定形合金。例如，所述尺度可為至少約0.5mm、例如至少約1mm、例如至少約2mm、例如至少約4mm、例如至少約5mm、例如至少約6mm、例如至少約8mm、例如至少約10mm、例如至少約12mm。取決于幾何形狀，所述尺度可以指直徑、半徑、厚度、寬度、長度等。BMG也可為具有在厘米范圍內(nèi)（例如至少約1.0cm、例如至少約2.0cm、例如至少約5.0cm、例如至少約10.0cm）的至少一個尺度的金屬玻璃。在一些實施例中，BMG可具有至少在米范圍內(nèi)的至少一個尺度。BMG可呈現(xiàn)上述的與金屬玻璃有關(guān)的任何形狀或形式。因此，在一些實施例中，本文所述的BMG在一個重要方面可能不同于通過常規(guī)沉積技術(shù)制成的薄膜—前者可具有比后者大得多的尺度。無定形金屬可為合金，而不是純金屬。該合金可包含顯著不同尺寸的原子，從而導(dǎo)致熔化狀態(tài)中的低自由體積（并因此具有比其他金屬和合金更高數(shù)量級的粘度）。該粘度防止原子充分移動以形成有序的晶格。材料結(jié)構(gòu)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、在一些情況下晶態(tài)材料的弱點可例如導(dǎo)致對磨損和腐蝕的較好抵抗性。在一個實施例中，無定形金屬（技術(shù)上講，亦即玻璃）還可比氧化物玻璃和陶瓷堅韌得多且不那么脆。無定形材料的熱導(dǎo)率可低于其晶態(tài)對應(yīng)物的熱導(dǎo)率。為了即使在較緩慢冷卻期間仍實現(xiàn)無定形結(jié)構(gòu)的形成，該合金可由三種或更多種組分組成，從而導(dǎo)致具有較高勢能和較低形成幾率的復(fù)雜晶體單元。無定形合金的形成可取決于多個因素：合金的組分的組成；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）；以及混合組分的組合、抑制晶體成核并延長熔融金屬處于過冷卻狀態(tài)的時間的負熱量。然而，由于無定形合金的形成基于很多不同的變量，因此可能難以事先確定合金組合物是否可形成無定形合金。例如，具有磁性金屬（鐵、鈷、鎳）的硼、硅、磷和其他玻璃形成劑的無定形合金可為磁性的，具有低矯頑磁力和高電阻。高電阻導(dǎo)致在經(jīng)受交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)。無定形合金可具有多種潛在有用的性質(zhì)。具體地，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。無定形金屬的強度直接源于它們的非晶態(tài)結(jié)構(gòu)，所述非晶態(tài)結(jié)構(gòu)可能不具有限制晶態(tài)合金強度的任何缺陷（例如位錯）。例如，一種現(xiàn)代無定形金屬，稱為VitreloyTM，具有幾乎是高級鈦的抗拉強度的兩倍的抗拉強度。在一些實施例中，室溫下的金屬玻璃是不可延展的并且當(dāng)在受力情況下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)生的失效是不可見的。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)金屬的枝晶粒子或纖維的金屬玻璃基體的金屬基體復(fù)合材料。作為另外一種選擇，可以使用傾向于導(dǎo)致脆化的一種或多種元素（例如，Ni）含量低的BMG。例如，可以使用不含Ni的BMG來提高BMG的延展性。塊體無定形合金的另一種有用性質(zhì)是它們可為真玻璃；換句話講，它們可在加熱時軟化并且流動。這可允許以與聚合物幾乎相同的方式進行簡單加工，例如通過注塑進行簡單加工。因此，可使用無定形合金來制備運動器材、醫(yī)療設(shè)備、電子部件以及裝備和薄膜。可經(jīng)由高速氧燃料技術(shù)沉積無定形金屬的薄膜作為保護性涂層。材料可具有無定形相、結(jié)晶相或兩者。無定形相和結(jié)晶相可具有相同的化學(xué)組成并且僅在微結(jié)構(gòu)中不同，即一者為無定形微結(jié)構(gòu)而另一者為結(jié)晶微結(jié)構(gòu)。在一個實施例中的微結(jié)構(gòu)是指由顯微鏡以25倍放大率或更高放大率顯示的材料的結(jié)構(gòu)。作為另外一種選擇，這兩個相可具有不同的化學(xué)組成和微結(jié)構(gòu)。例如，組合物可為部分無定形、基本上無定形或完全無定形的。如上所述，可通過合金中存在的晶體分數(shù)來測量非晶度的程度（并且反之為結(jié)晶度的程度）。該程度可以指合金中存在的結(jié)晶相的體積分數(shù)或重量分數(shù)。部分無定形組合物可以指其至少約5體積%（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%）是無定形相的組合物。已經(jīng)在本申請的其他地方定義了術(shù)語“基本上”和“約”。因此，至少基本上無定形的組合物可以指其至少約90體積%（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%）為無定形的組合物。在一個實施例中，基本上無定形的組合物可具有于其中存在的一些附帶的輕微量的結(jié)晶相。在一個實施例中，相對于無定形相，無定形合金組合物可為均質(zhì)的。在組成上均一的物質(zhì)為均質(zhì)的。這與為異質(zhì)的物質(zhì)相反。術(shù)語“組成”是指物質(zhì)中的化學(xué)組成和/或微結(jié)構(gòu)。當(dāng)將物質(zhì)的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)為均質(zhì)的。例如，當(dāng)微粒懸浮液的體積分為兩半且兩半均具有基本上相同體積的粒子時，該微粒懸浮液為均質(zhì)的。然而，在顯微鏡下可能看到單獨的粒子。均質(zhì)物質(zhì)的另一個實例為空氣，雖然空氣中的粒子、氣體和液體可單獨分析或從空氣中分離，但其中的不同成分相等地懸浮。相對于無定形合金為均質(zhì)的組合物可指具有在其整個微結(jié)構(gòu)中基本上均勻分布的無定形相的組合物。換句話講，該組合物宏觀上包含在整個組合物中基本上均勻分布的無定形合金。在可供選擇的實施例中，該組合物可為具有無定形相的復(fù)合物，該無定形相中具有非無定形相。該非無定形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)則形狀的微粒形式。在一個實施例中，其可具有枝晶形式。例如，至少部分無定形的復(fù)合組合物可具有分散于無定形相基體中的枝晶形狀的結(jié)晶相；該分散可為均勻或非均勻的，并且該無定形相和結(jié)晶相可具有相同或不同的化學(xué)組成。在一個實施例中，它們基本上具有相同的化學(xué)組成。在另一個實施例中，結(jié)晶相可以比BMG相更易延展。本文所描述的方法可應(yīng)用于任何類型的無定形合金。類似地，本文中描述的無定形合金作為組合物或制品的成分可為任何類型。無定形合金可包含元素Zr、Hf、Ti、Cu、Ni、Pt、Pd、Fe、Mg、Au、La、Ag、Al、Mo、Nb、Be、或它們的組合。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。所述元素可以以不同的重量或體積百分比存在。例如，鐵“基”合金可以指具有不可忽略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%、例如至少約80重量%。作為另外一種選擇，在一個實施例中，上文所述的百分比可為體積百分比，而不是重量百分比。因此，無定形合金可為鋯基、鈦基、鉑基、鈀基、金基、銀基、銅基、鐵基、鎳基、鋁基、鉬基等等。該合金還可以不含前述元素中的任一種，以適合特定目的。例如，在一些實施例中，該合金或包含合金的組合物可基本上不含鎳、鋁、鈦、鈹或它們的組合。在一個實施例中，該合金或復(fù)合物完全不含鎳、鋁、鈦、鈹、或它們的組合。例如，無定形合金可具有式(Zr,Ti)a(Ni,Cu,Fe)b(Be,A1,Si,B)c，其中a、b和c各自代表重量或原子百分比。在一個實施例中，以原子百分比計，a在30至75的范圍內(nèi)，b在5至60的范圍內(nèi)，并且c在0至50的范圍內(nèi)。作為另外一種選擇，無定形合金可具有式(Zr,Ti)a(Ni,Cu)b(Be)c，其中a、b和c各自代表重量或原子百分比。在一個實施例中，以原子百分比計，a在40至75的范圍內(nèi)，b在5至50的范圍內(nèi)，并且c在5至50的范圍內(nèi)。該合金還可以具有式(Zr,Ti)a(Ni,Cu)b(Be)c，其中a、b和c各自代表重量或原子百分比。在一個實施例中，以原子百分比計，a在45至65的范圍內(nèi)，b在7.5至35的范圍內(nèi)，并且c在10至37.5的范圍內(nèi)。作為另外一種選擇，合金可具有式(Zr)a(Nb,Ti)b(Ni,Cu)c(A1)d，其中a、b、c和d各自代表重量或原子百分比。在一個實施例中，以原子百分比計，a在45至65的范圍內(nèi)，b在0至10的范圍內(nèi)，c在20至40的范圍內(nèi)，并且d在7.5至15的范圍內(nèi)。前述合金體系的一個示例性實施例為由LiquidmetalTechnologies(CA,USA)制造的商品名為VitreloyTM（例如Vitreloy-1和Vitreloy-101）的Zr-Ti-Ni-Cu-Be基無定形合金。表1中提供了不同系統(tǒng)的無定形合金的一些實例。無定形合金還可為鐵基合金，例如(Fe,Ni,Co)基合金。此類組合物的實例在美國專利No.6,325,868、5,288,344、5,368,659、5,618,359、和5,735,975（Inoue等人，Appl.Phys.Lett.，第71卷，第464頁（1997年），Shen等人，Mater.Trans.，JIM，第42卷，第2136卷（2001年）以及日本專利申請No.200126277（公開號2001303218A）中有所公開。一種示例性組合物為Fe72A15Ga2PllC6B4。另一個實例為Fe72A17Zrl0Mo5W2B15。美國專利申請公開No.2010/0084052中公開了可用于本文涂層中的另一種鐵基合金體系，其中無定形金屬包含例如錳（1至3原子%）、釔（0.1至10原子%）以及硅（0.3至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至20原子%）、鉬（2至15原子%）、鎢（1至3原子%）、硼（5至16原子%）、碳（3至16原子%），并且余量為鐵，組成范圍在括號內(nèi)給出。前述的無定形合金體系還可包含附加的元素，例如附加的過渡金屬元素，包括Nb、Cr、V和Co。所述附加的元素可以以小于或等于約30重量%、例如小于或等于約20重量%、例如小于或等于約10重量%、例如小于或等于約5重量%的量存在。在一個實施例中，附加的任選元素為鈷、錳、鋯、鉭、鈮、鎢、釔、鈦、釩和鉿中的至少一種，以形成碳化物并進一步改善耐磨性和耐腐蝕性。其他的任選元素可包括磷、鍺和砷，總量至多約2%，并且優(yōu)選地少于1%，以降低熔點。否則，附帶的雜質(zhì)應(yīng)小于約2%并且優(yōu)選地0.5%。表1：示例性無定形合金組成成分合金原子%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%在一些實施例中，具有無定形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)（如，硬度、強度、斷裂機制等）和/或改善抗腐蝕性。作為另外一種選擇，雜質(zhì)可作為不可避免的附帶雜質(zhì)（如作為加工和制造的副產(chǎn)物獲得的那些）而存在。雜質(zhì)可小于或等于約10重量%、例如約5重量%、例如約2重量%、例如約1重量%、例如約0.5重量%、例如約0.1重量%。在一些實施例中，這些百分比可為體積百分比，而不是重量百分比。在一個實施例中，合金樣品/組合物基本上由無定形合金組成（僅具有少量的附帶雜質(zhì)）。在另一個實施例中，該組合物包含無定形合金（具有不可觀察到的痕量雜質(zhì)）。在一個實施例中，最終的部件超過塊體凝固型無定形合金的臨界鑄造厚度。在本文的實施例中，其中塊體凝固型無定形合金可作為高粘滯液體存在的過冷液相區(qū)的存在允許超塑性成形?？梢垣@得大的塑性變形。在過冷液相區(qū)中發(fā)生大的塑性變形的能力用于成形和/或切割工藝。與固體相反，液體塊體凝固型合金局部產(chǎn)生變形，這極大地降低了切割和成形所需的能量。切割和成形的容易性取決于合金、模具和切割工具的溫度。隨著溫度提高，粘度下降，因此切割和成形就越容易。本文的實施例可利用例如以無定形合金在Tg與Tx之間進行的熱塑性成形工藝。在本文中，根據(jù)在典型加熱速率（如20℃/分鐘）下的標(biāo)準(zhǔn)DSC測量值，將Tx和Tg確定為結(jié)晶溫度的起始點和玻璃化轉(zhuǎn)變溫度的起始點。無定形合金部件可具有臨界鑄造厚度，并且最終的部件可具有比臨界鑄造厚度更厚的厚度。此外，將加熱和成型操作的時間和溫度選擇為使得無定形合金的彈性應(yīng)變極限可基本上保持為不小于1.0%，并且優(yōu)選地不小于1.5%。在本文實施例的上下文中，大約玻璃化轉(zhuǎn)變的溫度是指成形溫度可低于玻璃化轉(zhuǎn)變溫度、處于玻璃化轉(zhuǎn)變溫度處或大約玻璃化轉(zhuǎn)變溫度以及高于玻璃化轉(zhuǎn)變溫度，但優(yōu)選地處于低于結(jié)晶溫度Tx的溫度。采用與加熱步驟的加熱速率類似的速率，并且優(yōu)選地采用高于加熱步驟的加熱速率的速率進行冷卻步驟。冷卻步驟還優(yōu)選地在成形和成型負荷仍得以保持的同時實現(xiàn)。電子設(shè)備本文的實施例在使用BMG制造電子設(shè)備的過程中可為有價值的。本文的電子設(shè)備可以指本領(lǐng)域已知的任何電子設(shè)備。例如，其可為電話諸如手機和座機電話，或任何通訊設(shè)備諸如智能電話（包括例如iPhoneTM），以及電子郵件收/發(fā)設(shè)備。其可為顯示器的一部分（例如數(shù)字顯示器）、電視監(jiān)視器、電子書閱讀器、便攜式網(wǎng)頁瀏覽器（例如，iPadTM）以及計算機監(jiān)視器。其還可為娛樂設(shè)備，包括便攜式DVD播放器、常規(guī)DVD播放器、藍光碟片播放器、視頻游戲控制臺、音樂播放器例如便攜式音樂播放器（如，iPodTM）等。其還可為提供控制的設(shè)備的一部分，例如控制圖像、視頻、聲音流（如，AppleTVTM），或其可為用于電子設(shè)備的遙控器。其可為計算機或其附件的一部分，例如硬盤塔外殼或保護套、膝上型計算機外殼、膝上型計算機鍵盤、膝上型計算機軌觸摸板、臺式計算機鍵盤、鼠標(biāo)和揚聲器。該制品還可以應(yīng)用于例如手表或時鐘的設(shè)備。塊體無定形合金散熱器在本文的實施例中，“散熱器”是將熱能從較高的溫度轉(zhuǎn)移到較低溫度流體介質(zhì)的物體。流體介質(zhì)常常為空氣，但是也可為水，或者就熱交換器而言為制冷劑和油。如果流體介質(zhì)為水，散熱器可被稱為冷卻板。本文的實施例涉及無定形合金散熱器。然而，大多數(shù)塊體無定形合金不具有非常高的熱導(dǎo)率，特別是鋯基無定形合金。已知鈦和鋯不具有高熱導(dǎo)率，所以通常不希望具有該材料的散熱器。然而，塊體無定形合金提供了在極其精細的尺寸上對其進行圖案化的非常獨特的裝置，使得模制或熱成形特征可在不進行蝕刻的情況下延續(xù)至數(shù)十納米大小。因此，通過創(chuàng)建巨大的表面積，可形成具有極高表面積的精細特征，這將能夠顯著提高散熱能力。形成高表面積無定形合金散熱器基底之后，將獲取圖案化表面并且使用例如等離子體氣相沉積或化學(xué)汽相沉積（PVD或CVD）的潛在其他方法使高熱導(dǎo)率材料沉積在表面上（例如，參見圖3）?？赡転檩^好候選物的材料包括銅、金剛石和熱解石墨、熱解亞硝酸硼、銀、金等等?？墒褂玫牧硪环N散熱器材料為金剛石或類金剛石涂層（也稱為類金剛石碳(DLC)）。在值為2000W/mK的情況下，金剛石的熱導(dǎo)率超過銅的五倍。與熱量是由離域電子傳導(dǎo)的金屬不同，晶格振動是造成金剛石非常高的熱導(dǎo)率的原因。如今人造金剛石用于高功率集成電路和激光二極管。DLC以顯示金剛石的一些典型特性的無定形碳材料的不同形式存在。它們通常作為涂層施用至其他材料，例如可得益于這些特性中的一些的塊體凝固型無定形合金。所有形式均包含大量的sp3雜化碳原子。存在不同類型DLC的原因在于，甚至金剛石也可以兩種結(jié)晶多型體存在。常見的一者以立方晶格的方式排列其碳原子，而非常罕見的一者（六方碳）具有六方晶格。通過在納米級結(jié)構(gòu)中以各種方式混合這些多型體，可將DLC涂層制備成同時為無定形的、柔韌的、并且由純sp3鍵合的“金剛石”。最硬、最強和最光滑的是這種被稱為四面體無定形碳或ta-C的混合物。例如，厚度僅為2μm的ta-C涂層增加了常用（即304型）不銹鋼對磨料磨損的抵抗力；將其在這種使用中的壽命從一周改變至85年。這種ta-C可被認為是DLC的“純”形式，因為其僅由sp3鍵合的碳原子組成。諸如氫、石墨sp2碳和金屬的填料可以DLC的其他形式使用，從而減少生產(chǎn)費用或賦予其他期望的特性。各種形式的DLC可被施用于與真空環(huán)境兼容的幾乎任何材料。復(fù)合材料可用于散熱器。實例為銅鎢假合金、AlSiC（鋁基體中的碳化硅）、Dymalloy（銅銀合金基體中的金剛石）、和E-材料（鈹基體中的氧化鈹）。這種材料通常被用作芯片的基底，因為其熱膨脹系數(shù)可與陶瓷和半導(dǎo)體匹配。冷卻流體可為空氣、水或任何其他流體冷卻劑。還可與類似水的液體一起使用熱無定形合金散熱器，使得可在散熱器內(nèi)部以水通道布局以從散熱器內(nèi)部移除熱量。例如，可在散熱器內(nèi)和/或外設(shè)計水夾套和/或熱交換器。可以若干不同的方法對無定形合金散熱器的表面進行圖案化。目前，大的散熱器通過機加工進行圖案化，而小的散熱器通過蝕刻或微電子放電加工(EDM)進行圖案化。這些都是相當(dāng)昂貴的工藝，并且需要許多設(shè)置。然而，利用本文的實施例，可在無需機加工、蝕刻或EDM的情況下使用熱塑成形無定形塊體金屬玻璃對無定形合金散熱器進行圖案化，并且以相對較短時和廉價的一組步驟形成非常精細的特征?？杉訜崮＞撸瑢o定形合金施加到加熱的模具，或者作為另外一種選擇，可將無定形合金加熱到圖2的Tg與Tm之間的過冷液相區(qū)內(nèi)，并且如圖4所示將其壓入模具內(nèi)以通過使材料變形而非常迅速地形成極精細特征。在另一個實施例中，可通過澆鑄到模具中同時保持類似于圖2中的時間溫度曲線(1)的散熱器內(nèi)的時間溫度曲線形成塊體凝固型無定形合金散熱器中的圖案化，使得時間溫度曲線不穿過金屬合金的結(jié)晶區(qū)而形成塊體凝固型無定形合金散熱器。在另一個實施例中，模具和/或網(wǎng)片可為犧牲型。這意味著，一旦在模具上形成了圖案化塊體凝固型無定形合金散熱器，例如就碳模具而言，便可通過蝕刻或燃燒其來移除模具材料。在另一個實施例中，通過加熱或化學(xué)品來移除模具，或者至少一部分模具未被移除并且保持為散熱器的一個組成部分，從而可形成塊體凝固型無定形合金散熱器上的紋理表面同時保持用于紋理化的模具的一部分?？衫萌鐖D3所示的導(dǎo)熱材料來涂覆塊體凝固型無定形合金的表面形貌。在一種變型中，可在無定形合金散熱器上制備具有高表面積的微特征，隨后在所選擇的位置上或始終通過加熱和緩慢冷卻使無定形合金散熱器結(jié)晶，使得時間溫度曲線將橫向穿過圖2的結(jié)晶區(qū)?？赡軆?yōu)選地將散熱器或其部分制成結(jié)晶的例如以增加散熱器的熱導(dǎo)率，因為材料的結(jié)晶形式通常比無定形形式具有更高的熱導(dǎo)率。另外，在涂覆工藝過程中，其本身在某些情況下可上升至高達300至400攝氏度，或者至少待涂覆的表面可變得那樣熱。在這種情況下，散熱器的無定形合金可自動變成結(jié)晶的。然而，由于一旦圖案化完成后本文的實施例的散熱器就不必為無定形的，因此可允許散熱器為結(jié)晶的以放寬涂覆工藝的工藝條件。圖5（得自http://www.aavidthermalloy.com/solutions/overview）為示出在應(yīng)用中消耗的功率與不同類型的散熱器的熱效率之間的關(guān)系的示意圖。X軸表示散失的功率的總量，而Y軸可被定義為熱阻相對于總功率、單位體積和熱通量密度的關(guān)系。該工具用作通過縮小可用的解決方案的范圍來解決熱問題的起點?？赏ㄟ^在X軸上繪制預(yù)期功率耗散并考慮沿著Y軸的交叉解決方案的整個范圍來確定用于應(yīng)用的合適技術(shù)。根據(jù)所使用的功率和系統(tǒng)配置的動力學(xué)，可存在不止一個合適的冷卻機構(gòu)以解決熱問題。本文的實施例的散熱器可根據(jù)主要冷卻機構(gòu)分類：自然對流、強制對流、流體相變和液體冷卻。自然對流散熱器不依賴于散熱的指定的局部空氣速度。自然對流散熱器在性質(zhì)上是無源的。自然對流散熱器可為壓印散熱器或擠壓散熱器，其為自然對流環(huán)境中的低功率密度熱問題提供經(jīng)濟的解決方案?？赏ㄟ^利用壓模壓印無定形合金或迫使無定形合金通過擠壓模來形成復(fù)雜的散熱結(jié)構(gòu)。圖6示出了引腳鰭片、直鰭片和擴口鰭片散熱器類型。這些復(fù)雜的外形通過增加的表面積而允許更大的散熱。引腳鰭片散熱器為具有從其基座延伸的引腳的散熱器。引腳可為圓柱形的、橢圓形的或正方形的。第二種類型的散熱器鰭片布置是直鰭片。這些可沿散熱器的整個長度延伸。直鰭片散熱器上的變型是橫切散熱器。直鰭片散熱器在規(guī)則的間隔處被切割。一般來講，散熱器所具有的表面積越大，其效果就越好。引腳鰭片散熱器的設(shè)想是試圖將盡可能大的表面積壓縮到給定的體積中。附接特征和界面材料可以很容易地在制造工藝過程中被加入。強制對流散熱器（例如高鰭片密度散熱器和風(fēng)扇散熱器）需要通過結(jié)合專用或系統(tǒng)級風(fēng)扇產(chǎn)生的強制空氣速度，以便增加熱效率。風(fēng)扇散熱器、高鰭片密度組件、以及板級冷卻器可由沖擊或橫流環(huán)境的無定形合金配置而成。高鰭片密度散熱器通過形成較大體積的表面積而在強制對流下為高功率應(yīng)用提供增加的效率，并且可被分為兩種類型：高縱橫比擠壓件和制造的鰭片組件。所制造的鰭片組件可由基座構(gòu)成并且具有獨立的鰭片，其可允許大于擠壓鰭片的縱橫比。可使用各種無定形合金鰭片類型（例如壓印的、折疊的或拉鏈的）來組裝無定形合金散熱器，通過在大于形成無定形合金鰭片和無定形合金基座的無定形合金的Tg的溫度下將無定形合金鰭片熱粘結(jié)至無定形合金基座使所述各種無定形合金鰭片附接至無定形合金基座。作為另外一種選擇，還可通過環(huán)氧樹脂粘結(jié)、模鍛、釬焊或焊接將無定形合金鰭片粘結(jié)至可能不是無定形合金基座的基座。流體相變散熱器和液體冷卻散熱器包括閉環(huán)熱管。流體相變散熱器允許熱傳遞通過蒸發(fā)和冷凝的快速交換。液體冷卻散熱器包括通道冷卻板以及熱交換器和泵系統(tǒng)，以便使流體循環(huán)經(jīng)過熱源。通常，液體冷卻技術(shù)為包含高熱通量密度的應(yīng)用而預(yù)留，其中強制對流或相變系統(tǒng)不能消耗功率需求量。液體冷卻散熱器包括液體冷卻板以及延伸表面和微通道冷卻板。熱管可集成到其他散熱器技術(shù)中，從而在需要更大的密度或存在物理尺寸限制時進一步增加熱效率。熱管將熱量傳送或散布至遠離熱發(fā)生器的點。熱管可為小直徑或大直徑的熱管。熱管可以水平或垂直的方式伸展開。熱管可被嵌入基座或鰭片中，但優(yōu)選地將在基座中。將具有內(nèi)置于其中的通道的無定形合金基板用于熱管，使得熱管可集成到基板中。如果需要，則在其中具有通道的無定形合金基板上涂覆高熱導(dǎo)率材料，并直接將其（例如通過加熱無定形合金或通過使用諸如高傳導(dǎo)性環(huán)氧樹脂的高傳導(dǎo)性粘合材料以熱方式）粘結(jié)至發(fā)熱設(shè)備或無定形合金板，使得通道被無定形合金板封閉。該系統(tǒng)允許構(gòu)建具有通道（嵌入熱管）的基板。如圖7的頂部圖所示，平板可與熱源直接接觸，從而消除熱源與嵌入熱管之間的任何焊接接頭。諸如圖7的頂部圖的實施例的液體冷卻板將通過與設(shè)備基板直接接觸地放置冷卻劑管來確保設(shè)備與冷卻板之間的最小熱阻。直接接觸減少了設(shè)備與流體之間的熱界面數(shù)量，從而提高了與使用“干接頭”不同的性能（參見圖7的底部圖），所述干接頭通常在基板與管之間留下微小的空氣間隙。無定形合金液體冷卻板可通過如下方式制造：將通道壓印到無定形合金蓋板而不是在無定形合金基板內(nèi)制造通道，以及在其上覆蓋平坦蓋板。無定形合金蓋板與無定形合金基板的熱粘結(jié)將形成基板與蓋板之間的不漏接頭。不同于研磨冷卻板，壓印通道將允許更大的柔韌性以鉆出散熱器下側(cè)中的安裝孔，而不考慮液體通道的位置。通道內(nèi)部可使用偏置鰭片結(jié)構(gòu)，從而提高熱傳遞性能。微米通道和納米通道散熱器根據(jù)本文的實施例的無定形合金散熱器的另一種類型為延伸表面和微米通道和/或納米通道散熱器，其將通過迫使流體穿過直接安裝到熱源的無定形合金散熱器冷卻板中的微型通路（微毛細管）的網(wǎng)絡(luò)來提供更小的占用空間中的優(yōu)異液體冷卻性能。這些緊湊、有源的解決方案將適用于高性能微處理器和其他高熱通量密度應(yīng)用，包括絕緣柵雙極型晶體管(IGBT)模塊。微通道散熱器的主要優(yōu)點為高傳熱系數(shù)將多達常規(guī)熱交換器的60倍。由于缺乏一級相變，因此塊體無定形合金從高于熔融溫度下至玻璃化轉(zhuǎn)變溫度保持其流動性。這與常規(guī)金屬和合金形成直接對比。因為塊體無定形合金保持其流動性，所以在從其鑄造溫度冷卻至低于玻璃化轉(zhuǎn)變溫度時，它們不積聚明顯的應(yīng)力，因此，由熱應(yīng)力梯度所致的尺度失真可降至最低。因此，可經(jīng)濟有效地制備具有大表面積和小厚度的復(fù)雜精細結(jié)構(gòu)。使用模塑工藝在結(jié)構(gòu)中產(chǎn)生納米復(fù)制和微米復(fù)制的一個示例性方法包括以下步驟。1)提供無定形合金的片材給料，所述無定形合金基本上為無定形的，具有約1.5%或更大的彈性應(yīng)變極限并具有30℃或更大的△T；2)將給料加熱至大約玻璃化轉(zhuǎn)變溫度；3)在已加熱的給料中形成納米復(fù)制和/或微米復(fù)制；4)將已形成的部件冷卻至遠低于玻璃化轉(zhuǎn)變溫度的溫度；以及5)最終精加工。優(yōu)選地，所提供的無定形合金的ΔT高于60℃，并且最優(yōu)選地高于90℃。此外，將加熱和成型操作的時間和溫度選擇為使得無定形合金的彈性應(yīng)變極限基本上保持為不小于1.0%，并且優(yōu)選地不小于1.5%。在本文實施例的上下文中，大約玻璃化轉(zhuǎn)變的溫度意指成形溫度可低于玻璃化轉(zhuǎn)變溫度、處于玻璃化轉(zhuǎn)變溫度處或大約玻璃化轉(zhuǎn)變溫度以及高于玻璃化轉(zhuǎn)變溫度并且低于熔融溫度Tm，但優(yōu)選地處于低于結(jié)晶溫度Tx的溫度。采用與加熱步驟的加熱速率類似的速率，并且優(yōu)選地采用高于加熱步驟的加熱速率的速率進行冷卻步驟。冷卻步驟還優(yōu)選地在成形和成型負荷仍得以保持的同時實現(xiàn)。在一個實施例中，可在由鎳合金制成的模具中進行納米復(fù)制和/或微米復(fù)制。在該模具上制成具有全息圖的尺寸的微米復(fù)制，將其在稱為LiquidMetal1B的塊體凝固型無定形合金的過冷液體區(qū)域內(nèi)加熱至約445攝氏度。全息圖基本上是一系列在表面上的平行通道，在所述通道處光線照進并反射回去。出于通用目的，可將模具加熱最高至處于過冷液相區(qū)內(nèi)，具體處于無定形合金的Tg和Tm或者Tg和Tx內(nèi)。可使用模具，通過在塊體凝固型無定形合金上施加壓力而在塊體凝固型無定形合金部件上生成復(fù)制，并且該壓力可在數(shù)磅到數(shù)百磅乃至數(shù)千磅的范圍內(nèi)。確實需要施加大量的力，例如用于對由晶態(tài)材料制成的殼體金屬進行壓印的力。所述力將與微米復(fù)制的表面積成比例。如果具有小的微米復(fù)制，便可使用小于大的微米復(fù)制的力。在一個實施例中，甚至不需要加熱塊體凝固型無定形合金。相反，可僅加熱模具，并且模具可保持將對塊體凝固型無定形合金的局部表面進行加熱的足夠熱能量并在塊體凝固型無定形合金中形成模具的具有微米復(fù)制或任何其他特征的納米復(fù)制和/或微米復(fù)制。本文的實施例還涉及借助于模具對塊體凝固型無定形合金進行納米復(fù)制，所述模具如不像壓鑄模具而更像規(guī)則的橡膠壓模的壓印設(shè)備。因此基本上，可提供在壓模上具有微特征的壓模，對壓模進行加熱，將壓模壓在塊體凝固型無定形合金上，并且通過使微特征直接浮凸在塊體凝固型無定形合金的表面上來復(fù)制微特征。該實施例的一個新穎特征在于，人們可擺脫為在金屬表面上形成微米復(fù)制而慣常所需的濕加工或激光加工。此刻，制造商為了在金屬表面上形成微米復(fù)制，其需要采用激光或者使用為濕工藝的光刻技術(shù)工藝來蝕刻表面，從而完成該步驟。因為表面需要是光滑的以便反射光線，所以將微米復(fù)制鐳射到金屬表面上是非常困難的。另外，由于微米復(fù)制的特征具有深度，因此激光必須蝕刻到該深度以形成微米復(fù)制。然而，使激光蝕刻到其中具有流體通道的散熱器所需的微米復(fù)制的深度是非常困難的。根據(jù)實施例，一旦生成了模具，便可反復(fù)地使用該模具（其類似于橡膠壓模）?？梢詼?zhǔn)確地僅將微米復(fù)制壓印到部件的想要于其中形成微米復(fù)制并且為微米復(fù)制的塊體凝固型無定形合金部分的表面中。塊體凝固型無定形合金上的微米復(fù)制將與模具上的微米復(fù)制相同。利用壓印的微米復(fù)制，僅可將微米復(fù)制壓印在散熱器的金屬表面上。如果塊體凝固型無定形合金是一種在成形溫度下與氧氣或氮氣發(fā)生反應(yīng)的材料，例如鋯合金，或鈦、鋯基合金，則可能需要在惰性氣氛中進行該工藝。但是如果塊體凝固型無定形合金包括具有鉑基、金基或貴金屬基的合金，則實際上并不需要在惰性氣氛中進行納米或微米復(fù)制。對于其中一項實驗而言，在空氣中將微米復(fù)制形成在鋯基塊體凝固型無定形合金上，并且只要在鋯基塊體凝固型無定形合金的表面上無氧化物形成，便不需要在真空或所述氣氛中執(zhí)行該工藝，因為該工藝進展很快，并且溫度不會高得導(dǎo)致鋯基塊體凝固型合金發(fā)生任何降解。類似地，鈦基塊體凝固型無定形合金可能也不需要在真空或惰性環(huán)境中加工。這些特征浮凸于其上的散熱器的基底將由塊體凝固型無定形合金以期望的幾何形狀制成?？蓪⑻卣鲏褐苹蚋⊥沟较惹袄脽崴苄猿尚危ㄍㄟ^鑄造或其他手段）而形成的塊體凝固型無定形合金的表面上。熱塑性成形所需的設(shè)備可為液壓機，該液壓機具有對位移以及壓臺施加負載的壓力的控制以及用于固定部件的適當(dāng)夾具。如圖5所示，一種類型的散熱器為流體相轉(zhuǎn)移型。微通道內(nèi)的兩相流和沸騰熱傳遞導(dǎo)致散熱的高效率。特別地，微通道可直接通過壓印工藝在無定形合金基底上形成。因此，使用微通道內(nèi)的高傳熱冷卻流體和微通道的較大的傳熱區(qū)域可容易地移除大量熱量，從而提高電子部件的性能?？赏ㄟ^導(dǎo)熱粘合劑將電子部件和微通道散熱器彼此連接，并且產(chǎn)生自電子部件的熱量將通過導(dǎo)熱粘合劑迅速轉(zhuǎn)移至微通道散熱器。微通道散熱器可包括上部覆蓋層和冷卻基底層，其中冷卻基底層可包括多個平行的微通道。上部覆蓋層和冷卻基底層均可由無定形合金制成，并且通過在圖2所示的Tg與Tm之間的超塑性溫度下對其加熱來熱粘結(jié)。工作流體填充微通道，并且從入口管流到出口管。同時，由電子部件所產(chǎn)生的熱量將從冷卻基底層帶走。在一個實施例中，多個微通道可平行排列，并且微通道的橫截面積沿著其縱向可基本上相同。然而，微通道中的沸騰會發(fā)生并引起兩相流中的不穩(wěn)定是可能的。這種不穩(wěn)定問題特別可能發(fā)生在高傳熱率和低流速的條件下。熱流的不穩(wěn)定可導(dǎo)致傳熱率臨界值的提前到達，從而導(dǎo)致通道中流體不存在及其內(nèi)壁表面上的高溫。在一個實施例中，要將熱流不穩(wěn)定的潛在問題減到最少，如US2008/0308258Al中所討論的，每個微通道的橫截面積將沿著從入口流體槽朝向出口流體槽的方向增加。另一個實施例涉及將諸如集成電路(IC)的電子設(shè)備和其中具有微冷卻通道的無定形合金散熱器一體化。在該實施例中，可獲取硅晶片基底或電子設(shè)備（例如IC芯片）的任何其他基底，并且在將與散熱器接觸的表面上涂覆無定形合金的涂層或?qū)?。然后，可通過在無定形合金的Tg與Tm之間的溫度下的超塑性成形將諸如IC芯片的電子設(shè)備熱粘結(jié)至其中具有微通道的無定形合金散熱器，電子設(shè)備的無定形合金涂覆表面與無定形合金散熱器之間具有或不具有無定形合金蓋板。通過這種方法，可在不使用導(dǎo)熱粘合劑的情況下形成與散熱器一體化的電子設(shè)備，從而按常規(guī)做法粘結(jié)電子設(shè)備與散熱器。在又一個實施例中，可包括散熱鰭片組和冷卻風(fēng)扇或熱電冷卻設(shè)備，連同散熱器。熱電冷卻設(shè)備可為產(chǎn)生熱電冷卻的任何設(shè)備，其使用帕爾帖效應(yīng)以形成兩種不同類型的材料的接合處之間的熱流。帕爾帖冷卻器為固態(tài)有源熱泵，其在消耗電能的情況下將熱量逆溫度梯度從設(shè)備的一側(cè)傳遞至另一側(cè)（從冷至熱）。在帕爾帖冷卻器中，電功率被用于產(chǎn)生設(shè)備的兩側(cè)之間的溫度差。這種儀器也被稱為帕爾帖設(shè)備、帕爾帖熱泵、固態(tài)制冷器、或熱電冷卻器(TEC)。帕爾帖設(shè)備為熱泵：當(dāng)直流電通過其時，熱量從一側(cè)流至另一側(cè)。因此，其可用于加熱或冷卻（制冷），但在本文的實施例中，主要的應(yīng)用是冷卻。散熱鰭片組可設(shè)置在散熱器頂部上。可通過以上所解釋的超塑性成形將散熱鰭片組壓印到無定形合金散熱器的表面中。冷卻風(fēng)扇或熱電冷卻設(shè)備可安裝在散熱鰭片組的頂部上。冷卻風(fēng)扇或熱電冷卻設(shè)備可在將與散熱鰭片組接觸的冷卻風(fēng)扇或熱電冷卻設(shè)備的表面上具有無定形合金的涂層或?qū)?，然后通過超塑性成形將冷卻風(fēng)扇或熱電冷卻設(shè)備熱粘結(jié)至鰭片組。由于冷卻風(fēng)扇或熱電冷卻設(shè)備提供了強制對流效應(yīng)，因此散熱器以及冷卻風(fēng)扇或熱電冷卻設(shè)備可表現(xiàn)出相對優(yōu)異的散熱效果。在又一個實施例中，如圖8所示，散熱鰭片組(4)和冷卻風(fēng)扇或熱電冷卻設(shè)備(5)可安裝在無定形合金散熱器(3)的一側(cè)上，而電子設(shè)備(1)可安裝在散熱器(2)的另一側(cè)上，散熱器與電子設(shè)備之間具有或不具有覆蓋層(3)。散熱器可具有微通道以使諸如水的流體從中流過，并且具有無定形涂層或?qū)拥睦鋮s風(fēng)扇或熱電冷卻設(shè)備、無定形合金散熱鰭片組、無定形合金散熱器、無定形合金覆蓋層（如果使用）、以及具有無定形涂層或?qū)拥碾娮釉O(shè)備的組合均可通過超塑性成形熱粘結(jié)在一起，從而形成圖8所示的具有電子設(shè)備和散熱器的單一設(shè)備。將通過使液體傳導(dǎo)穿過微通道和按照慣例通過安裝在鰭片組上的冷卻風(fēng)扇或熱電冷卻設(shè)備來冷卻這種散熱器。