非晶態物理組成物質的原子、分子的空間排列不呈現周期性和平移對稱性，晶體的長程有序受到破壞，只是由于原子間的相互關聯作用，使其在小范圍(約10~20?)內，仍然保持著形貌和組分的某些有序的特征，具有短程有序，并且在熱力學上出現亞穩性。人們把這樣一類特殊的物質狀態統稱為非晶態。非晶態非晶晶體非晶非晶晶體其一，非晶態固體中原子的取向和位置不具有長程有序而具有短程有序;其二，非晶態固體屬于熱力學的亞穩態。非晶態固體與晶體兩個最基本的區別凡非晶態固體都共同遵守相同的結構特征——有序的缺乏和亞穩定性!三種不同狀態物質中原子排列示意圖非晶態固體晶態固體晶態固體氣體非晶態固體中原子位置空間分布不是完全無規則的，存在一種高度的局域關聯性:每個原子有3個與其距離幾乎相等的最近鄰原子，并且鍵角也幾乎是相等的——玻璃與晶體同樣具有高度的短程有序短程有序三種不同狀態物質中原子排列示意圖晶態固體非晶態固體晶態固體氣體氣體原子排列是一個真正的無規則排列，并且隨時間而改變，時間流逝的效果是，完全推翻圖上所示的氣體在某一瞬時的結構，原子的運動使氣體變成另一個無規則排列；前兩者原子圍繞它們的平衡位置作振動，而后者原子可以自由地作長距離不停地平移運動！短程有序非晶態固體結構與熔體結構有質的差別？從短程有序方面看：金屬熔體的短程有序范圍為4個原子間距，而非晶態金屬的短程有序范圍為5~6個原子間距；從原子的微觀運動看：熔體中原子容易作大于其原子間距的熱運動，而非晶態固體中原子主要作運動距離遠小于原子間距的熱振動。非晶態固體的主要結構特征？1、結構長程無序2、短程有序3、與熔體結構有質的差別4、宏觀均勻、各向同性（宏觀）5、結構的亞穩性？從熱力學觀點看，非晶態固體形成后屬亞穩態，非晶態是亞穩相，亞穩相容易在外界條件影響下發生微觀結構的各種變化，如產生結構弛豫、相分離及非晶態晶化等。這些結構上的變化必然引起性能的改變。例如非晶態的結構弛豫過程，以及由亞穩態向晶態的轉化，都會影響材料的穩定性和使用壽命。因此，對任何有應用價值的非晶態材料，都必須研究其穩定性。亞穩態放熱非晶固體晶化峰△TxTgTxTg:玻璃轉變溫度Tx:晶化溫度非晶晶體200nm中科院物理所極端條件物理實驗室研究組最近成功研制出具有超高強度和塑性的CuZr

基金屬玻璃材料。該材料具有超高強度，斷裂強度達2265MPa

，純Cu的屈服強度約100MPa

，同時具有一般非晶材料中不具備的加工硬化效應，尤其特別的是該材料具有極大的延展性（約20%，而一般非晶合金材料的塑性只有約2%）。專家分析，該材料非晶結構在原子尺度的非均勻性能導致該材料的優異力學性能。這是在世界上首次用一般金屬材料研制出塑性非晶合金材料。認識（一）

物理：未來的材料--非晶質金屬

PhysicalReviewFocus

20050808

一種具有未來性的合金--非晶質金屬也許有一天將結合金屬原有的強度及導電性以及塑料的廉價及多變性，造成在許多工業上的大革命。例如：使汽車更便宜且更安全或是使奈米組件更容易精密的成形。

鋼鐵的硬度很高，但是很難去塑型，一定要在很高的溫度下，才能夠彎曲它或將它到入模具中。一般的金屬是由晶體所組合而成的，晶體的結構可以使金屬具有延展性不易斷裂。而非晶質金屬的結構是不規則的，或是說在原子尺度下是無序的，就像塑料或玻璃一樣。因此，非晶質金屬通常就像玻璃般易碎。認識（二）相反的，鋼鐵在經過擠壓后會變得更堅硬，所以人家說百煉而成鋼。然而，非晶質金屬將來有可能變得如鋼鐵般堅硬又如塑料般多變。在2005年五月二十七日出版的PhysicalReviewLetters中，有兩篇文章分別發表了兩種不同的非晶質金屬，一種有如鋼鐵般堅硬，另一種則有如塑料般多變。在由JurgenEckert所領軍的TechnicalUniversityofDarmstadtinGermany

以及Wei

HuaWangoftheChineseAcademyofSciencesinBeijing的團隊中，研究人員將適量的鋁原子加入銅合金中，得到了一種非晶質材料。這種材料在壓力下會變得更堅硬，且比傳統的鋼更耐磨及抗腐蝕。納米復合材料涂層提高航空發動機性能位于賴特帕特森空軍基地的美國空軍實驗室材料與制造處的科學家及工程師會同大學的研究人員，在超韌納米復合材料涂層研究領域取得重大進展，這種涂層可提高先進噴氣戰斗機用發動機的性能，并改進耐久性。通過縝密的研究、試驗，該研究小組發現并闡明了一種獨特的納米晶/非晶復合材料的動力學機理，航空航天專家們認為，該種材料表現出極高硬度，并具有很高應用價值。到目前為止，該項研究成果已向戰斗機發動機進行新技術移植提供了眾多機遇，小企業創新計劃的第一階段正試圖將其用于改進飛機推進系統的結構并提高性能。與此同時，在民用航空領域也有巨大應用潛力。納米復合材料涂層的應用背景之一是短距起飛垂直降落推進系統零件，該零件摩擦副上施加了很大的預加載荷，且通過表面強化獲得充分效益。最初，材料與制造處非金屬材料部門的研究人員開發出一類用于航空航天器摩擦副的耐磨材料。這些材料是將晶粒尺寸為3~5納米的碳化物或氧