非晶態

非晶態

非晶態是一個概念,固態物質原子的排列所具有的近程有序、長程無序的狀態。對晶體,原子在空間按一定規律作周期性排列,是高度有序的結構,這種有序結構原則上不受空間區域的限制,故晶體的有序結構稱為長程有序。具有長程有序特點的晶體,宏觀上常表現為物理性質(力學的、熱學的、電磁學的和光學的)隨方向而變,稱為各向異性,熔解時有一定的熔解溫度並吸收熔解潛熱。非晶態固體與液態一樣具有近程有序而遠程無序的結構特徵。非晶態固體宏觀上表現為各向同性,熔解時無明顯的熔點,只是隨溫度的升高而逐漸軟化,粘滯性減小,並逐漸過渡到液態。非晶態固體又稱玻璃態,可看成是粘滯性很大的過冷液體。晶體的長程有序結構使其內能處於最低狀態,而非晶態固體由於長程無序而使其內能並不處於最低狀態,故非晶態固體是屬於亞穩相,向晶態轉化時會放出能量。常見的非晶態固體有高分子聚合物氧化物玻璃、非晶態金屬和非晶態半導體等。

名詞解釋


非晶態
amorphous state
固態物質原子的排列所具有的近程有序、長程無序的狀態。對晶體,原子在空間按一定規律作周期性排列,是高度有序的結構,這種有序結構原則上不受空間區域的限制,故晶體的有序結構稱為長程有序。具有長程有序特點的晶體,宏觀上常表現為物理性質(力學的、熱學的、電磁學的和光學的)隨方向而變,稱為各向異性,熔解時有一定的熔解溫度並吸收熔解潛熱。對液體,其分子在很小的範圍內(線度與分子間距同一量級)和很短的時間內能像晶體一樣作規則排列,但在較大範圍內則是無序的,這稱為近程有序。

非晶態材料


非晶態材料是一類新型的固體材料,包括我們日常所見的種玻璃塑料高分子聚合物以及新近發展起來的金屬玻璃非晶態合金非晶態半導體非晶態超導體等等。晶態物質內部原子呈周期性頒,而非晶態物質內部則沒有這種周期性。由於結構不同,非晶態物質具有許多晶態物質所不具備的優良性質。玻璃就是非晶態物質的典型,對其結構的研究已有幾十年的歷史並奠定了相當的基礎。玻璃和高分子聚合物等傳統非晶態材料的廣泛應用也早已為人們所熟悉,而近二、三十年、發展起來的各種新型非晶態材料由於其優異的機械特性(強度高彈性好硬度高,性好耐磨性好等)電磁學特性、化學特性(穩-定性高耐蝕性好等)、電化學特性及優異的催化活性,已成為一大類發展潛力很大的新材料,且由於其廣泛的實際用途而倍受人們的青睞。
金屬玻璃 金屬玻璃是一類最受矚目的非晶態新材料。1962年,DUWEZ等人從熔融金屬急冷製成了金屬玻璃並開始進行研究。金屬玻璃因其優異的機械性能可用作高強度的耐磨磁頭,有些金屬玻璃的軟磁性可與最好的晶態材料媲美,其鐵磁損耗則比晶態材料小得多,是理想的電磁材料,有些金屬玻璃的耐輻射性能使其成為很好的電阻和熱電偶材料。
非晶態合金 非晶態合金是近年來得到迅速發展、具有廣闊應用前景的新材料,目前可用多種方法獲得,其中電鍍和化學鍍方法以其工藝簡便、成本低、可大面積鍍覆等優點而日益受到人們的重視。Ni-P非晶態合金是該類材料中的型,在計算機硬磁碟、磁記錄材料、電子材料半導體材料等方面具有廣泛的用途。今天對非晶態物質的製備和結構研究已取得很大的進展,各種具有特殊功能的非晶態材料不斷湧現,非晶態材料科學已成為一門重要的分支學科。