非晶態金屬

而與此相反，非晶態金屬不具有任何的長程有序結構，但具有短程有序和中程有序（中程有序正在研究中）。一般地，具有這種無序結構的非晶態金屬可以從其液體狀態直接冷卻得到，故又稱為“玻璃態”。所以，非晶態金屬又稱為“金屬玻璃”（Glassy metal、Metallic Glass）、“玻璃態金屬”、“液態金屬”（Liquid metal）或大塊金屬玻璃（Bulk Metallic Glass，BMG）是一種具有較低冷卻速度極限的非晶態金屬，所以該種金屬合金可以製備出尺度超過1毫米的金屬片或金屬圓柱。製備非晶態金屬的方法包括：物理氣相沉積、固相燒結法、離子輻射法、甩帶法（連續鑄造法其中一種）和機械法。

由於鐵基非晶態金屬不具長程有序結構，其磁化及消磁均較一般磁性材料容易。因此，以鐵基非晶合金作為磁芯的非晶合金變壓器，鐵損(即空載損耗)要比一般採用硅鋼作為鐵芯的傳統變壓器低70-80%，對電網節能降耗有積極作用。

1960年，W. Klement (Jr.), Willens 和Duwez首次製備觀察到了世界上第一塊金屬玻璃材料—— (AuSi)合金。早期發現具有玻璃形成能力的合金均是在急速冷卻下製備（降溫速率在1百萬開爾文每秒, 10K/s），阻礙結晶過程。為了達到冷卻速率閾值，這類材料的形貌在某個維度上要足夠小，典型的如帶狀、箔狀、線狀等，其厚度要小於100微米。

1969年，發現合金77.5%鈀、6%銅、16.5%硅的玻璃化臨界降溫速率僅在 100 到 1000 K/s之間。

1976年， H. Liebermann 和 C. Graham 發展一類新型非晶金屬製備方法，通過單輥甩帶機實現驟冷實驗中採用的合金由鐵、鎳、磷和硼構成。在1980年代初投入商業應用，是低損耗輸電變壓器的核心構件（非晶合金變壓器）

80年代初，通過熱冷循環處理后的表面刻蝕，PdPbSb合金形成的玻璃態塊材直徑達到5毫米。

1988年，發現鑭系、鋁系和銅系合金有著較高的玻璃形成能力。

90年代，新型合金的玻璃態臨界降溫速率降至1K/s。這一降溫速率在普通的模具澆鑄法中即可實現。這些塊狀的非晶合金鑄件厚度可達數厘米（最大厚度與合金種類相關）。

玻璃形成能力最強的合金來自鋯系和鈀系。鐵系、鈦系、銅系、鎂系等合金也具備玻璃形成能力。許多非晶合金的形成藉助了一類的“混合效應”。

無定形的結構使非晶態金屬具有許多比普通晶態金屬優異的性能。特別是近十年來，由於生產非晶態條帶的各種工藝取得進展，已有不少性能可靠的產品，使其有可能在工程上實際應用。

非晶態金屬的磁導率高、矯頑力低等，加上它的高硬度和強度，是很好的磁頭材料，其性能和壽命均優於普通的晶態合金。非晶態金屬的鐵損小，僅為硅鋼片的1/3～1/4，是較好的變壓器鐵芯材料。非晶態金屬還具有零或負電阻溫度係數的特點，可用來製作電阻器件。非晶態合金的發展方興未艾。