第3章 非晶态材料的基本概念
晶态和非晶态的概念
晶态和非晶态的概念
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晶态与非晶态是描述物质性质的重要概念，它们有着鲜明的区别。
首先，晶态是由晶体单胞内的微粒有序排列而成的构造形式。
晶体的形状有块状、柱状、针状等，它们都是由一定的晶格构成的，晶体中的微粒完全相等，极为规则及密度均匀。
比如，锰矿电学元件里面最常见的锰矿就是有晶态状态出现。
非晶态是杂质物质构成的复合形式，微粒粒径而且形状差异较大，它们排列不规则，同一种物质的穿插也比较严重，如熔体金属、放射性材料、多维定向晶非晶体、核复合材料等都属于非晶态。
非晶态材料的性质会沿着结构的方向受到显著的影响，比如，非晶合金陶瓷等在其微观结构方向上特有的性能使得它们在工程应用中有更强的使用性能。
总之，晶态与非晶态是我们描述物质性质的重要参照概念，具有明显的区别，晶态下物质的微粒有序排列密度均匀，而非晶态下的物质的复合性质，微粒大小及形状不一，排列不规则，同一物质的穿插也比较严重。
因此，晶态与非晶态的概念在我们描述物质性质上拥有十分重要的意义。
非晶态
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非晶态
固态物质原子的排列所具有的近程有序、长程无序的状态
目录
01 的形成
03 结构的表征
02 转变 04 合金
基本信息
非晶态，是指固态物质原子的排列所具有的近程有序、长程无序的状态。对晶体，原子在空间按一定规律作 周期性排列，是高度有序的结构，这种有序结构原则上不受空间区域的限制，故晶体的有序结构称为长程有序。 具有长程有序特点的晶体，宏观上常表现为物理性质（力学的、热学的、电磁学的和光学的）随方向而变，称为 各向异性，熔解时有一定的熔解温度并吸收熔解潜热。
下面描绘了气体、液体、非晶体和晶体典型的径向分布函数RDF图。气体分子完全无序，因此当R>R0时，其 g（R）恒等于1；液体与非晶体的RDF类似，它们都是长程无序而短程有序的，但液体的RDF的峰值明显降低，峰 宽展宽，曲线更加平滑，缺乏非晶体的某些细节。而晶体的RDF为很窄的峰，表明晶体中原子的有序排列。
图1不同状态时材料性能随温度的变化非晶态可由气相、液相快冷形成，也可在固态直接形成（如离子注入、 高能离子轰击、高能球磨、电化学或化学沉积、固相反应等）。
普通玻璃的形成方法，是将原料经过高温熔融形成熔体，然后将熔体进行过冷（急冷）固化变为玻璃体。一 般的冷却速度无法将金属和合金熔体转化为非晶态，必须采用特殊的制备方法，冷却速度要达到极快使它来不及 结晶而形成非晶态。纯金属形成非晶态的冷却速率为1010K/s以上，合金形成非晶态的冷却速率为106K/s以上。 20世纪70年代以后，人们开始采用熔体旋淬急冷方法（Melt Spinning）制备非晶条带，即将高温熔体喷射到高 速旋转的冷却辊上，熔体以每秒百万摄氏度的速度迅速冷却，以致金属中的原子来不及重新排列，杂乱无章的结 构被冻结，这样就形成了非晶态合金。
3-非晶态合金
四、非晶态合金的制备
1、气态急冷法： 气态急冷法一般称为气相沉积
法(PVD和CVD)，PVD主要包括溅
射法和蒸发法，这两种方法都在真 空中进行。 • 溅射法是通过在电场中加速的粒子 轰击用母材制成的靶（阴极)，使被
激发的物质脱离母材而沉积在用液
氮冷却的基板表面上而形成非晶态 薄膜。
• 蒸发法是将合金母材加热汽化，所产生的蒸汽沉积在冷却的 基板上而形成非晶薄膜。这两种方法制得的非晶材料只能是 小片的薄膜，不能进行工业生产,但由于其可制成非晶范围 较宽，因而可用于研究。
造技术，便能制备出大尺寸的非晶合金.
• 进入新世纪以来，人们继续努力寻找各种具有高非晶形成能力和优异 性能的大块非晶合金。先后己有Cu基、Pr基和Co基等新型大块非晶合 金被开发出。
二、非晶态材料结构的主要特征
1.短程有序，长程无序性（乱中有序性） 晶体结构：原子排列是长程有序的，即沿着每个 点阵直线的方向，原子有规则地重复出现（晶体结 构的周期性） 非晶态结构：原子排列没有周期性，即原子的排 列从总体上是无规则的（长程无序），但是，近邻 原子的排列是有一定规律的（短程有序）
“非晶态”含义的英语表达：
Non-crystalline（非结晶状态的）； Amorphous（无定形的）
非晶合金发展及研究现状
• 1934年，德国人克雷默采用蒸发沉积法制备出非晶态合金。 • 1950年，布伦纳用电沉积法制备出了Ni－P非晶态合金。 • 1960年，DUWEZ等人从熔融金属急冷制成了金属玻璃并开 始进行研究。
时呈整体屈服而不是局部屈服，具有很高的屈服强度。
Deformation characteristics of metallic glass
一些非晶态合金的力学性能
材料物理学中的非晶态材料
材料物理学中的非晶态材料随着科技的发展，人们对材料的要求也越来越高，不仅需要材料具备好的物理性能和化学性能，还需要材料能够适应更多的应用场景。
在这些对材料要求越来越高的情况下，非晶态材料应运而生。
非晶态材料是一种介于晶态和液态之间的材料，具有独特的物理性质和化学性质。
非晶态材料是如何形成的？非晶态材料是如何形成的？对此，科学家进行了深入的探究。
首先，晶态材料是由原子或离子按照一定的规则排列而成的，而非晶态材料则是由原子或离子不规则地排列而成的，可以将其看作是一个三维的镜子迷宫。
这种不规则排列的原子或离子之间的距离和角度是随意的，因此，在非晶态材料中，不会出现六角形或立方体等对称的晶体结构，而是出现了非常多的不规则共面和非周期性行为。
接下来还有一个问题：为什么会出现非晶态材料呢？其实，晶体材料和非晶态材料都是由原子或离子构成的，只不过晶体材料中原子或离子有着相同的排列方式，于是它们就能够组成一个有序的晶体结构；而非晶态材料中，原子或离子的排列方式为无序状态，这使得原子或离子相互之间缺乏了规则性的空间限制，使其能够随着温度或压力的变化而自由运动和重排，形成连续的非晶态材料。
非晶态材料的性质及应用现在，我们已经了解了非晶态材料的形成过程，接着，我们来看一下非晶态材料具有哪些独特的物理性质和化学性质，以及它是如何得到广泛应用的。
非晶态材料最明显的特征就是它的硬度、击穿强度和模量都比晶态材料高。
这是因为，非晶态材料表面周围的原子或离子是随机排列的，使得其表面更加平滑，从而提高硬度和延展性。
非晶态材料同时还具有优异的导电和导热性能，这一点使得非晶态材料可以在电子工业和铁磁材料领域得到广泛应用。
此外，非晶态材料的化学稳定性也非常高，这一点使得它在制备各种化学材料时更具可塑性。
例如，在医学领域，非晶态材料可以作为骨移植的基础，还可以作为电子元器件、金属或塑料表面涂层以及飞行器材料中的耐热材料等，得到广泛的应用。
第3章 非晶态材料的基本概念
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3.1.3 非晶态材料的特性
1. 高强度、高韧性
许多非晶态金属玻璃带，即使将它们对折，也不会产 生裂纹。 对于金属材料，通常是高强度、高硬度而较脆，然而 金属玻璃是两者兼顾，不仅强度高、硬度高，而且韧 性也较好。
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• 此外，镧系稀土金属和后过渡金属组成的二元系的共
晶点也很低，在共晶成分附近也能获得非晶态，其中
多数是富稀土合金，如 La-Au18-26, La78Ni22, Gd-Fe3250, Er68Fe32, Gd-Co40-50……
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(3) IIA族金属的二元或多元合金
• Ca-Al12.5-47.5, Ca-Cu12.6-62.5, Ca-Pd, Mg-In25-32, Be-Zr50-70, Sr70Ge30, Sr70Mg30……这类合金形成 非晶态的成分范围非常广。
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❖ 其他的金属玻璃和镍基、钴基非晶态合金也都有 极佳的抗腐蚀能力。
❖ 利用非晶态合金几乎完全不受腐蚀的优点，可以 制造耐蚀管道、电池电极、海底电缆屏蔽、磁分 离介质及化学工业的催化剂，目前都以及达到了 实用阶段。
1. 非晶态合金 2. 非晶态半导体材料 3. 非晶态超导体 4. 非晶态高分子材料 5. 非晶态玻璃
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1. 非晶态合金
❖ 非晶态合金也叫金属玻璃，它既有金属和玻璃的优 点, 又克服了它们各自的弊病。如玻璃易碎, 没有延 展性。金属玻璃的强度却高于钢, 硬度超过高硬工具 钢, 且具有一定的韧性和刚性, 所以, 人们赞扬金属玻 璃为“敲不碎、砸不烂”的“玻璃之王”。
非晶态材料的研究及其应用
非晶态材料的研究及其应用在材料科学和工程领域中，非晶态材料被认为是一种非常重要的材料，因为它们具有比晶态材料更优异的物理、化学和电学性质。
尽管非晶态材料的研究历史很长，但在最近的几十年中，这种材料的研究和应用得到了进一步的发展和应用。
本文将介绍非晶态材料的研究和应用，以及其在生活和工业中的应用。
一、什么是非晶态材料？非晶态材料是指没有长期秩序结构的固体材料，而是具有高度局域化的结构和成分的固体材料。
与晶态材料相比，非晶态材料的组成更加随机，并且具有较高的玻璃转变温度和非常好的机械性能。
现在，非晶态材料已经广泛应用于电器、电视、车身等领域，以及物理和化学领域的研究中。
二、非晶态材料的特性非晶态材料具有许多优良的物理和化学性质，从而使它们成为各种科技领域中的热点材料。
非晶态材料具有以下特点：1. 非晶态材料具有良好的力学和热学性质：非晶态材料的组成比例并不受限制，因此比其他材料具有更高的动态范围和更高的热稳定性。
2. 非晶态材料比晶态材料具有更好的光学性质：由于非晶态材料具有非常高的原子间隙，因此可以在材料的表面形成非常光滑的表面，并且可以使材料的透明度达到极高的程度。
因此非晶态材料在光电器件和光学仪器方面已经得到广泛的应用。
3. 非晶态材料具有更好的化学惰性：由于非晶态材料的结构在化学和电学特性上更加随机，因此具有更好的化学惰性。
这使得非晶态材料在某些化学和生物领域中得到了广泛的应用，例如在医学领域中，非晶态材料可以用于制造人工心脏瓣膜和其他植入物。
三、非晶态材料的应用在许多领域中，非晶态材料的应用已经成为热门话题。
从电器到航空航天技术，以及从医学使用到军事工业，非晶态材料已经开始成为这类应用领域的有前途的选择。
1. 电子非晶态材料在电子领域中具有重要作用。
例如，非晶态材料可用于制造高性能电池，具有更长的寿命和更高的能量密度。
此外，非晶态材料还可用于制造显示器、计算机芯片和半导体器件等。
2. 航空航天技术在航空航天技术领域中，非晶态材料具有重要应用。
非晶态材料的性能及其制备方法
非晶态材料的性能及其制备方法随着现代科技的不断发展，材料科学与技术作为其重要的组成部分，已经成为现代社会中的一个重要领域。
在这个领域中，非晶态材料成为一种备受青睐的新兴材料，因为这种材料在物理性能和化学性能等方面都具有独特的优势。
本文将从非晶态材料的定义、性能以及其制备方法等方面进行阐述。
非晶态材料的定义非晶态材料是一种没有晶体结构的材料，其原子排列没有长程周期性，只有短程有序。
非晶态材料由于没有晶格缺陷，因此具有很高的密度和均匀性，这使得非晶态材料在热力学和力学性能方面具有优越性。
同时，非晶态材料还具有空间恒定性和同质性。
非晶态材料的性能非晶态材料最突出的性能之一是其高硬度和强度。
这些性能将非晶态材料与其他材料区分开来，并使其对一些应用具有特殊的吸引力。
此外，非晶态材料的塑性形变是非常小的，这使其适用于制作需要高稳定性和精度的器件。
同样，由于非晶态材料的电阻率非常低，因此它们在电子学领域中的应用越来越广泛。
非晶态材料制备方法先进的生产技术使得非晶态材料得以精确制备。
下面介绍两种主要的制备方法。
1. 快速凝固法快速凝固法是制备非晶态材料最基本的方法之一，它通过强制将材料从液态转变为固态，使材料的结构出现非晶态。
快速凝固法主要分为液滴法和薄膜法两种方法。
液滴法是将熔融金属放置于无氧气氛中，然后从高处滴下，冷却成为小球形状。
薄膜法是将液态金属放置于惰性气体环境中，然后将其薄膜化并瞬间冷却。
2. 溅射法溅射法是通过向物质提供能量，使得大分子组成材料从靶上解离并产生气体，然后在基板上成膜而形成非晶态材料。
溅射材料可以是单纯元素材料，也可以是成分比较复杂的化合物材料。
溅射法制备非晶态材料具有高效性和准确性，而且可以构成多层结构，因此在材料研究领域中具有广泛应用。
总之，非晶态材料在现代材料科学中的应用越来越广泛，其高硬度、强度和良好的化学稳定性等性能可以为电子器件、化学传感器、光学设备等领域的应用提供支持。
非晶态材料的物理和化学性质
非晶态材料的物理和化学性质非晶态材料是一类特殊的材料，其结构并不像晶态材料那样有序排列，而是一种无序的、非周期性的结构。
非晶态材料由于其独特的结构和性质，被广泛应用于许多领域，如电子、能源、航空航天和医疗等领域。
本文将从物理和化学两个方面介绍非晶态材料的性质。
物理性质1. 密度非晶态材料与晶态材料相比，其密度较高。
这主要是由于非晶态材料的原子间距较短，相邻原子距离较小导致的。
比如，非晶态金属玻璃（BMG）的密度通常比同种金属的晶态高5%至10%。
2. 基本磁性质非晶态材料的磁性质以及磁学行为的研究是材料物理学领域的研究热点。
非晶态材料中，由于原子之间的无序性，电子的自旋在空间分布上也呈现出无规律性分布，因此对磁性有着显著的影响。
例如，磁记忆合金等材料，使用在高灵敏度磁传感器中，能够反应非常细微的磁场变化。
3. 超导性质非晶态材料中存在一种二维超导现象，即由于层状结构中的原子无序排列，可以造成电子在横向进行导电的过程中，发生了一些特殊的效应。
这种超导性质的出现极大地改变了超导体研究的现状，不仅对物理学领域有很大的作用，还对制造医疗、能源学等领域具有重要的实际应用价值。
4. 弹性性质非晶态材料核心构造过程所产生的氧化、固化以及空气中的各类设计使其微观数量水平的结构和性质变得更为坚韧，耐用，兼具弹性特性。
对一些板和杆类制品而言，这种高弹性性能成为所以具有很强的优势。
化学性质1. 相对于晶体材料，更容易形成玻璃在材料工业生产中，有时需要一定形状和尺寸改变的材料，然而这些晶体材料生产出来之后不容易改变其尺寸或形状，这时就需要非晶态材料。
非晶态材料不像晶体材料那样有序排列，因此在其加热制造过程中，形成一定的好处。
特别是高分子塑料玻璃，尤其适合这种特殊性质，并成为制造玻璃器皿和仪器的首选材料。
2. 优异的表面活性和吸附性能非晶态材料在物理结构上具有许多规则性，其中一个最显着的特征是不对称性因素，例如吸附能和界面能等都常常有小而重要的变化。
关于非晶带材的资料
什么是非晶带材?我们先从非晶材料说起，在日常生活中人们接触的材料一般有两种：一种是晶态材料，另一种是非晶态材料。
所谓晶态材料，是指材料内部的原子排列遵循一定的规律。
反之，内部原子排列处于无规则状态，则为非晶态材料,一般的金属，其内部原子排列有序，都属于晶态材料。
科学家发现，金属在熔化后，内部原子处于活跃状态。
一但金属开始冷却，原子就会随着温度的下降，而慢慢地按照一定的晶态规律有序地排列起来，形成晶体。
如果冷却过程很快，原子还来不及重新排列就被凝固住了，由此就产生了非晶态合金,制备非晶态合金采用的正是一种快速凝固的工艺。
将处于熔融状态的高温钢水喷射到高速旋转的冷却辊上。
钢水以每秒百万度的速度迅速冷却，仅用千分之一秒的时间就将1300℃的钢水降到200℃以下，形成非晶带材。
非晶态合金是七十年代问世的新金属材料，它利用超急冷技术即10的6次方/秒的冷却速度使液态金属快速凝固直接成材而制成非晶态软磁合金。
它具有高导磁率、高电阻率、高磁感、耐蚀等优异特性，是传统金属无可比拟的。
本项目属高新技术。
非晶、超微晶合金材料广泛应用于通讯、电子、电力等工业，能替代传统坡莫合金及铁氧体等材料。
具体能应用于漏电保护器、电流互感器、逆变电源、高频开关电源、脉冲变压器及防窃磁条、钎焊料等10多种产品。
据调查国内市场需求量数千吨。
国际市场开发ISDN 出口需用铁芯年需求量在数千万只，前景良好。
利用该技术国内目前由中试生产向产业化发展。
安泰科技非晶带材节能龙头去年开始，硅钢的大幅度涨价导致非晶价格甚至比硅钢还低；同时,其节能作用也由于政府对能源问题的重视而备受关注。
因此，非晶变压器市场将面临一个巨大的飞跃，安泰长期储备的非晶技术终于可以一展身手。
何谓节能?对于这一概念有着不同的解释。
有的人将节能完全等同于能源消费的直接减少，其实这是一种狭义的理解。
如果从广义上理解节能的含义,除了直接减低能源消费以外，还包括寻找可再生能源，如太阳能、风能、氢能等无污染能源以替代石油和煤炭等不可再生的化石能源，这是节能的两条线索并且殊途同归。
非晶态材料的特性和应用
非晶态材料的特性和应用非晶态材料（Amorphous Materials）是指结构松散、无定形的材料，常见的如玻璃、塑料等。
与晶态材料相比，非晶态材料在物理性质、热力学性质、力学性质等方面存在着明显的差异。
本文将主要阐述非晶态材料的特性和应用。
一、非晶态材料的特性1.结构无序非晶态材料的结构是无序的，与晶态材料不同。
在晶体中，原子排列有序，成为重复有序的元胞，表示出现明显的周期性。
而在非晶态材料中，原子对称性和周期性比较弱，原子位置随机且没有规律。
2.固态特性非晶态材料是固态，在特定温度和压力下，他们不会像气体和液体一样流动。
相较于晶态材料，非晶态材料可以具有更高的玻璃化转变温度和更高的软化温度。
这也是它在实际应用中的优秀表现之一。
3.凝固方式不同非晶态材料的形成与晶态材料存在着本质上的区别。
传统晶态材料的形成，需要通过凝固法来实现。
而非晶态材料的形成，则是通过快速的凝固方式实现的，如快速冷凝或蒸发，使得材料在固化时无法形成有序的晶体结构。
此外，非晶态材料的制备过程还需要更加严格的控制条件和先进材料处理技术。
二、非晶态材料的应用1.磁存储材料非晶态材料在磁存储技术中被广泛应用。
其在制造磁盘和其他磁学设备方面，具有优异的性能表现，尤其是在高频率下的响应。
磁盘等存储设备可以存储大量的数据，非晶态材料正是实现这一目标的关键所在。
2.太阳能电池材料非晶态材料在太阳能电池技术上也有重要应用。
由于其特殊的非晶态结构，非晶态材料具有很高的光捕获效率和较高的电子传导率，因此可以被制造成太阳能电池材料，用于收集和储存太阳能。
3.高性能合金材料非晶态材料也在一些领域表现出色，例如制造比传统合金材料更具有刚性和强度的高性能合金材料。
这种材料可以用于制造高性能工具和其他金属制品，其优越的性质可以显著提升产品的质量和性能。
4.医用材料非晶态材料在医学器械制造和医疗领域也有应用。
例如在种植手术中，医生可以使用非晶态材料作为种植物的覆盖，该材料可以与骨骼组织良好地结合在一起，具有良好的生物相容性和生物缓解性。
非晶态材料的结构与性能研究
非晶态材料的结构与性能研究一、引言非晶态材料作为一种具有无序结构的材料，近年来受到了广泛的关注和研究。
非晶态材料具有许多优异的性能，例如高强度、高韧性和优良的耐腐蚀性。
本文旨在探讨非晶态材料的结构和性能的相关研究。
二、非晶态材料的结构非晶态材料是指没有长程有序结构的材料。
与晶态材料不同，非晶态材料的原子或分子排列呈现出无规则的、无周期性的结构。
这种无序结构是由于非晶态材料在制备过程中快速凝固，没有足够的时间让原子或分子按照固定的顺序排列。
然而，非晶态材料仍然具有一些局部有序结构。
例如，堆垛有序和中程有序结构可以在非晶态材料中观察到。
这些有序结构呈现出周期性，但范围较短，无法延伸到整个材料体积。
三、非晶态材料的性能1. 高强度和高韧性：非晶态材料具有非常高的强度和韧性。
由于其无固定的晶格结构，非晶态材料的原子或分子之间的相互作用更为均匀，无缺陷的晶格边界也不会对力学性能产生负面影响。
2. 优良的耐腐蚀性：由于非晶态材料的无序结构，其表面没有晶体的缺陷，因此非晶态材料具有很好的耐腐蚀性。
此外，非晶态材料的原子或分子之间的相互作用更均匀，也降低了与化学物质的反应。
3. 低温变形能力：相较于晶态材料，非晶态材料在低温下更容易形变。
由于缺乏晶界结构，非晶态材料具有更广阔的变形温度范围和更高的塑性。
四、非晶态材料的制备方法非晶态材料可以通过多种方法制备，常见的方法包括物理气相沉积、溶胶-凝胶法和快速冷却法。
1. 物理气相沉积：这种方法通过在气体氛围中将原子蒸发或溅射到基底上，通过凝结过程使其形成非晶态结构。
这种方法可以实现高度定制的薄膜制备。
2. 溶胶-凝胶法：通过将溶液中的原子或分子转变成凝聚态来制备非晶态材料。
这种方法适用于块状材料和薄膜的制备。
3. 快速冷却法：通过快速冷却原子或分子以阻止其有序排列，从而形成非晶态结构。
这种方法可以制备出具有良好非晶态结构的块状材料。
五、非晶态材料的应用非晶态材料由于其独特的结构和优异的性能，在多个领域有着广泛的应用。
非晶态材料的结构与性质
非晶态材料的结构与性质非晶态材料，又称无定形材料或非晶材料。
与晶态材料不同，它们没有经过晶化，也就是说它们的分子没有像晶体一样有序排列。
这些化合物往往是由由金属、半导体或塑料构成的合金或陶瓷，有着非常特殊的性质。
本文将探讨非晶态材料的结构与性质，并探索其在现代工业中的应用。
一、非晶态材料的结构非晶态材料的结构比较难以描述，因为它们不是经过晶体结构有序排列的。
与之对应的，相对应于晶格的是非定向的、无规则的玻璃态；相对于晶体中的原子位置周期性排列，非晶体中的原子位置则是凌乱无序的。
在晶体中，原子的排列是周期性、有序的，而在非晶质中，在几近无序的背景下，原子与原子之间只有短程有序，也就是说，原子之间的距离与平均含量是变化无常且不依赖于空间位置的。
非晶态材料也可以看成是一个微小晶体组成的复合材料，不同晶粒的尺寸从几十Å到几百Å不等，而每个晶粒内的原子则分布得比晶体中原子分布更为凌乱。
二、非晶态材料的性质相比于晶态材料，在非晶态材料中，由于没有晶格，材料的物理性质更加复杂与难以描述。
以下将会介绍几个典型的非晶态材料的性质：1. 坚硬度高：许多非晶态金属材料的硬度都非常高，高达1500-1600HM，相比之下，很多晶体金属材料都只有100-600HM的硬度。
2. 形状记忆效应强：非晶态合金在各种情况下都有优秀的形态回复和形状记忆效应，这让它们在制造高弹性元器件时更加适用。
3. 震动阻尼性能强：非晶态合金的震动阻尼性能非常高，可以有效地抑制振动响应，这对于航空航天等领域有着十分广泛的应用。
4. 导电性能优异：非晶态的金属材料也有一些优秀的导电性能，可以作为微电子元器件的制造材料。
三、非晶态材料的应用除了上述提到的性质外，非晶态材料还具有较好的抗腐蚀性、抗疲劳性能和良好的潜变行为。
因此，非晶态材料在现代工业中的应用越来越广泛。
以下是几种常见的应用：1. 磁存储材料：非晶态磁性材料是计算机、电子元器件及储存介质等高科技产品中必不可少的基础材料。
非晶态材料的结构和性质
非晶态材料的结构和性质从古至今，材料科学一直是人类探究物质本质的重要领域。
而随着科技的不断发展，新型材料的研究和应用也是越来越引人瞩目。
其中，非晶态材料因其独特的结构和性质，备受关注。
本文将对非晶态材料的结构和性质进行分析和探讨。
一、非晶态材料的结构首先，我们来了解什么是非晶态材料。
非晶态材料又称为无定形材料，其最主要的特点就是缺乏结晶。
在结晶的材料中，原子或分子以一定的规律排列成晶体结构。
而在非晶态材料中，这些原子或分子呈现出一种无序的排列状态，这是它独特的结构。
具体来说，在非晶态材料中，原子或分子的排列呈现出类似于液体的状态，缺乏长程的周期性结构。
而这种无序排列的状态，正是非晶态材料独特性质的基础。
二、非晶态材料的性质在结晶材料中，晶格结构的确定和相互作用的复杂性对材料的性质有着至关重要的影响。
而非晶态材料的缺乏结晶，则意味着其物理和化学性质可能完全不同于晶体材料。
2.1 高硬度和强韧性首先，非晶态材料的高硬度和强韧性是其独特性质之一。
比如非晶态金属材料可以达到毫米级别的高弹性模量和高硬度，而且材料强度在拉伸时无明显脆性断裂的现象。
这些高机械性能是结晶材料所不具备的。
2.2 超强的抗腐蚀性其次，非晶态材料还具有超强的抗腐蚀性能。
比如很多非晶态合金材料可以在极端环境下，如酸和碱的腐蚀、高温和高压下长时间稳定存在，而且具有很高的耐腐蚀性。
这地取代了传统的耐腐蚀材料，如不锈钢和钛合金等。
2.3 特殊的磁性非晶态材料还具有独特的磁性。
比如费米面附近的能级密度很高，使得非晶态磁性材料可以达到很高的饱和磁化强度和低的磁晶各向异性，使其可用于磁性传感和数据存储设备等领域。
三、非晶态材料的应用由于非晶态材料的独特结构和性质，其应用范围也相当广泛。
3.1 军事领域在军事领域中，非晶态材料主要应用在弹头、装甲材料和悬挂设计等领域。
比如非晶态合金材料可以极大地提高弹头的穿透能力，使其能够有效打击敌方装甲车辆。
3.2 磁性领域在磁性领域中，非晶态材料主要应用于磁性传感器、磁存储器、电机和变压器等设备。
非晶态材料的概念
非晶态材料的概念非晶态材料的概念非晶态材料，也被称为无定形材料，是一种没有长程有序结构的材料。
与结晶态材料相比，非晶态材料在原子或分子尺度上没有规则的排列方式，而呈现出无序、随机的结构。
特点非晶态材料具有以下几个特点：•无规则排列：非晶态材料的原子或分子没有长程有序排列方式，呈现出高度无序的结构。
•均匀性：非晶态材料的结构具有均匀性，没有晶体中的晶界、晶格缺陷等。
•高密度：由于没有晶界和晶格缺陷，非晶态材料的密度通常较高。
•广泛性：非晶态材料存在于多种材料体系中，包括金属、合金、陶瓷、聚合物等。
形成机制非晶态材料的形成机制主要包括以下几种：1.快速凝固：将材料迅速冷却至非常低的温度，使原子或分子没有足够的时间来达到有序排列。
2.快速固化：通过快速固化的方式，如淬火、凝胶法等，使材料在液态或气态的状态下迅速转变为非晶态。
3.离子辐照：用高能离子束轰击材料，造成原子位置的随机化，从而形成非晶态结构。
应用领域非晶态材料在各个领域中得到广泛的应用，包括：•电子学：非晶态材料在电子器件中有着重要的应用，如非晶硅用于太阳能电池、非晶磁体用于传感器等。
•材料科学：非晶态材料具有优异的机械、热学和光学性能，在材料科学领域中发挥重要作用。
•储能技术：非晶态材料作为电池材料的载体，具有高容量、高效率、长寿命等优势，被广泛应用于储能技术领域。
•医疗领域：非晶态材料被用于制作医疗器械、药物缓释系统和生物传感器等，用于改善人类健康和医疗保健。
总结：非晶态材料是一种没有长程有序结构的材料，具有无规则排列、均匀性、高密度和广泛性等特点。
其形成机制主要通过快速凝固、快速固化和离子辐照等途径实现。
在电子学、材料科学、储能技术和医疗领域等各个领域中，非晶态材料都有着重要的应用。
•电子学：非晶态材料在电子学领域中有着广泛的应用。
例如，非晶硅被用于太阳能电池，其无定形结构使其具有更高的能量转换效率。
非晶磁体则常用于传感器和电磁元件中，因其高饱和磁感应强度和低磁滞损耗。
玻璃中非晶态与晶态相互转化的机理
玻璃中非晶态与晶态相互转化的机理玻璃是人们日常生活中使用较为普遍的材料之一，它无色透明，硬度较高，具有优良的化学稳定性和光学性能，在建筑、电子、化工等领域都有着广泛的应用。
而玻璃的特殊性质在于其由非晶态的凝胶状态向有序的晶态相互转化，这一过程对其力学性质、热学性质和光学性质等产生很大影响。
在本文中，我们将探讨玻璃中非晶态与晶态相互转化的机理。
一、什么是非晶态非晶态的物质是指没有长程有序结构的固体材料。
在非晶态下，材料的原子或分子排列是无规则的，而且没有明显的晶体结构。
在玻璃中，由于急冷过程中原子无法长程有序排列，导致玻璃具有非晶态结构。
二、有什么因素影响非晶态向晶态的转化在玻璃中，非晶态向晶态的转化由于其内禀能量高低不同而受到影响。
具体而言，有以下因素影响非晶态向晶态的转化：1.温度温度是影响非晶态向晶态转化的最重要因素之一。
随着温度的升高，物质的热运动增强，使得原子或分子更容易发生重组而达到有序晶态。
2.时间另一个影响非晶态向晶态转化的因素是时间。
在一定温度下，非晶态材料的重组速度取决于温度和外部条件，如压力和其它影响。
3.成分物质的成分也会影响非晶态向晶态的转化，因为它们影响着物质的内禀能量。
较容易形成非晶态的物质通常具有较高的内禀能量，而对于那些内禀能量较低的物质，随着温度的升高，它们更容易发生晶态变化。
4.物质排列物质的排列也是影响非晶态向晶态转化的一个因素。
虽然非晶态下物质没有长程有序结构，但其原子或分子排列有短程序。
短程序的存在会影响物质转变成有序结构的难度。
三、非晶态向晶态的转化非晶态向晶态的转化包括两个基本过程：核化和晶化。
其中，核化是初始化晶态的过程，晶化产生晶体的过程。
核化核化是形成晶核的过程。
晶核是物质重组的开始，发生在非晶态材料中的局部区域。
当达到一定的能量阈值时，非晶态材料会形成一个小的分子团聚体或晶核。
晶化晶化是指晶核继续生长并形成晶体的过程。
在开始的阶段，形成的晶核应有足够的生长速率，从而有机会获得足够的能量来克服表面张力和束缚力，并快速生长。
非晶态材料的性质及应用
非晶态材料的性质及应用摘要:本文主要对非晶态材料的概念和基本特点作了简要的阐述，并全面介绍了非晶态材料优异的物理，化学性能与应用。
关键词:非晶态材料性能应用一、非晶态材料的基本概念和基本性质1、非晶态材料的基本概念非晶态材料是材料科学中一个广阔而又崭新的领域。
自然界中，物质存在着三种聚集状态，即气态、液态、固态。
固态物质又有两种不同的形式存在，即晶体和非晶体。
在晶体中原子、分子或离子在三维空间进行有规律的周期性排列。
与此相反，有些物质的原子或离子并没有规律和周期性，是无序排列，这种物质称为非晶态物质“非晶态”的概念在人们的头脑里是相对于“晶态”而言的。
金属和很多固体，它们的结构状态是按一定的几何图形、有规则地周期排列而成，就是我们曾定义的“有序结构”。
而在非晶态材料的结构中，它只有在一定的大小范围内，原子才形成一定的几何图形排列，近邻的原子间距、键长才具有一定的规律性。
例如非晶合金，在15～20 范围内，它们的原子排列成四面体的结构，每个原子就占据了四面体的棱柱的交点上。
但是，在大于20 的范围内，原子成为各种无规则的堆积，不能形成有规则的几何图形排列。
因此，这类材料具有独特的物理、化学性能，有些非晶合金的某些性能要比晶态更为优异。
2、非晶态材料的基本性质(1)各向同性。
非晶态材料各个方向的性质，如硬度、弹性模量、折射率、热膨胀系数、导热率等都是相同的。
各向同性是材料内部质点无序排列而呈统汁均质结构的外在表现。
(2)介稳性。
玻璃是由熔体急剧冷却而得，由于在冷却过程中黏度急剧增大，质点来不及进行有规则的排列，系统的内能尚未处于最低值，因而处于介稳状态，在一定的外界条件下，仍具有自发放热转化为内能较低的晶体的倾向。
(3)无固定熔点。
玻璃态物质由固体转变为液体是在—‘定温度区间(转化温度范围内)进行的，与结晶态物质不同，无固定的熔点。
(4)物理、化学性质随温度变化的连续性和可逆性。
非晶态材料由熔融状态冷却转变为固体(玻璃体)是渐变的，需在一定温度范围内完成，其物理、化学性质的变化是连续的、可逆的。
非晶态材料的研究现状
非晶态材料的研究现状非晶态材料是近年来备受关注的一类新型材料。
相比于传统的晶态材料，在结构上缺乏周期性，因此也被称为无序材料。
其独特的结构和性质特点，使得非晶态材料具有广泛的应用前景。
本文将介绍非晶态材料的定义、性质、制备技术以及研究现状。
一、什么是非晶态材料？非晶态材料是指在凝固时未能形成完美的晶体结构，而形成的无序结构的材料。
其结构上缺乏周期性，使得非晶态材料的内部原子排列比较随意。
常见的非晶态材料有非晶态合金、非晶态高分子材料等。
与传统的晶态材料相比，非晶态材料具有以下几个显著特点：1. 高硬度：由于其内部原子的无序性，非晶态材料的硬度相对较高，可以达到甚至超过钢铁。
2. 良好的韧性：非晶态材料的铁弹性很强，从而使得非晶态材料具有较为优秀的韧性。
3. 高弹性：非晶态材料的形变能够相对较大，具有非常好的弹性能力。
4. 强度高：非晶态材料的强度可以比钢铁还要高出很多倍，是制作精密器件的理想材料。
二、非晶态材料的制备技术1. 溅射法溅射法是一种从制备材料中分离出目标元素并在基底上沉积的方法。
该方法是将所需材料放在溅射靶材周围的气氛中，通过高能电子的撞击来产生物质转化。
通过该方法可以制备出具有良好韧性、机械性能好、导电性好的非晶态材料薄膜。
2. 快速淬火法快速淬火法是制备非晶态材料的一种通过瞬间加热使金属原子结构变得无序的高效方法。
瞬间加热后通过快速从高温冷水中进行淬火，使金属原子结构未能形成完美的晶体结构，从而形成非晶态结构。
3. 差速制冷法差速制冷是指通过制冷装置进行制冷，利用冷却器对冷却剂进行制冷，从而实现非晶态材料的高效制备。
该技术优点在于:能够精准控制制冷时间、制冷效率和制冷温度，从而制备出具有良好性能的非晶态材料。
三、非晶态材料的研究现状非晶态材料几十年前还是一种全新的材料，当时它的性质以及实际应用情况并没有得到广泛的认同。
然而，随着各种制备技术和分析方法的发展，非晶态材料逐渐引起学术界和工业界的广泛关注。
非晶态材料的结构特性及制备技术研究
非晶态材料的结构特性及制备技术研究一、引言非晶态材料是一类近些年来备受关注的材料，其在光电、储能、传感器和生物医学等领域有广泛应用。
在微电子工艺和材料科学领域中，非晶态材料是一种近年来有很高发展潜力的材料，其具有优异的电子性能、导电性和热稳定性等特点，成为当前研究热点之一。
本文将针对非晶态材料的结构特性及制备技术的研究进行探讨。
二、非晶态材料的结构特性1.非晶态材料的定义及性质非晶态材料是指没有长程结构和周期性的晶体结构的物质，而是具有多种局域结构，具有非常复杂的结构形态和特殊的物理特性。
因此，与具有长程有序晶体结构的材料相比，非晶态材料的物理可变性、化学灵活性和热稳定性高。
2.非晶态材料的结构特点非晶态材料的结构特点是碎片式结构。
其质点根据由短程结构有序性规律形成的个殊子群，形成不同的有向、有序、不形成周期性的局域结构。
因此，非晶体材料的本质是具有一系列短程规则的组合。
其基本构型是围绕着一个基元团簇展开构成的，由基元团簇排列在一组大约50~150Å 的无序基质中形成的。
三、非晶态材料的制备技术研究1.物理气相沉积法物理气相沉积法技术是利用传送气体、反应气体和反应材料组成的反应体系中的热压力和物理碰撞力，在熔融态碳原子的气溶胶上构建非晶态薄膜的一种制备技术。
该技术适用于制备球形粒子和纤维状非晶体材料，具有工艺简单、生产效率和运行稳定等优点。
2.磁控溅射法磁控溅射法是通过在高真空下，利用于反应表面进行溅射的离子束和电子的碰撞形成非晶态材料。
其中，离子束的加速程度、气压大小、离子氧化的参数和反应气体种类等条件对制备质量起到关键作用。
此外，为保证薄膜质量并优化基体界面性质，可通过分层沉积、交叉溅射和同时气体处理和加热来实现优化。
3.溶胶-凝胶法溶胶-凝胶法是一种化学成分制备法。
其制备过程包括两个阶段：第一阶段为“凝胶”阶段，制备出一定比例的水合胶体。
第二阶段为“烧结”阶段，将水分或其他溶剂分离，并在节段内化学取代反应（包括水解和缩合反应）以得到无机固态材料。
非晶态材料的研究与应用
非晶态材料的研究与应用非晶态材料是指在凝固时不具有有序晶体结构的材料。
它们的结构比晶体复杂，但也因此表现出了一些非常有趣的性质。
在近年来的研究中，非晶态材料已经被用于制造高性能的电子设备、高强度的结构材料和各种新型材料。
本文将探讨非晶态材料的研究和应用。
一、非晶态材料的制备非晶态材料的制备方法有很多种。
一种是在高温下快速冷却液态金属，这就是我们通常所说的“淬火”。
在淬火的过程中，金属原子没有时间来排列成晶体结构，因此就形成了非晶态金属。
另一种方法是通过离子束沉积技术，在物质表面上形成非晶态薄膜，这种制备方法被广泛应用于电子器件的制造中。
不过，非晶态材料的制备并不是一件容易的事情。
因为非晶态材料的结构非常复杂，通常需要使用非常精确的技术来制备。
此外，制备出的非晶态材料往往都存在一些缺陷和不均匀性，这些问题也会影响到材料的性能。
二、非晶态材料的性质由于非晶态材料的结构非常复杂，因此它们的性质也非常丰富多彩。
相比于传统的晶体材料，非晶态材料具有以下一些特点：1. 高硬度和强度：由于非晶态材料的结构非常紧密，因此它们具有很高的硬度和强度，能够承受更高的压力和拉伸力。
2. 高韧性：非晶态材料的结构也比较柔韧，在出现应力时能够适度变形，从而降低应力的集中度。
这也使得非晶态材料在处理不同类型的应力时更加适用。
3. 抗腐蚀性：非晶态材料具有比传统晶体材料更强的耐腐蚀性。
这是因为非晶态材料的结构中存在一些畸变原子，它们能够形成稳定的化学键以维持材料的结构稳定性。
4. 超导性：有些非晶态材料具有超导性，这意味着它们能够在极低的温度下表现出电流零电阻的特性。
这种特性使得非晶态材料成为了高速电子设备的重要组成部分。
三、非晶态材料的应用由于非晶态材料的性质非常丰富，所以也有很多的应用。
下面我们将介绍其中一些应用。
1. 磁性材料：由于非晶态材料具有良好的磁性性质，因此常被用于制造磁盘驱动器、读写头和变压器等电子器件中。
2. 功能性材料：有些非晶态材料具有晶体材料所没有的特性，比如超导性和压电效应等。
非晶培训资料
非晶培训资料非晶材料作为一种具有独特性能和广泛应用前景的新型材料，近年来受到了越来越多的关注。
为了帮助大家更好地了解非晶材料，以下将为大家提供一份较为全面的非晶培训资料。
一、非晶材料的定义与特点非晶材料，又称为无定形材料，是指在原子尺度上结构无序的固体材料。
与传统的晶体材料不同，非晶材料的原子排列没有周期性和对称性。
非晶材料具有以下显著特点：1、优异的磁性能非晶合金具有低矫顽力、高磁导率和低损耗等优点，在电力变压器、电机铁芯等领域有着广泛的应用。
2、良好的耐腐蚀性由于其非晶态结构，非晶材料表面能较低，不易发生化学反应，因此具有出色的耐腐蚀性能。
3、高强度和高硬度非晶材料的强度和硬度通常高于同成分的晶体材料，这使得它们在耐磨和高强度应用中具有优势。
4、独特的光学性能在光学领域，非晶材料可以表现出特殊的透光性和折射率，可用于制造光学器件。
二、非晶材料的制备方法非晶材料的制备方法主要包括以下几种：1、快速凝固法这是制备非晶材料最常用的方法之一。
通过将熔体以极高的冷却速度（通常大于 10^5 K/s）快速冷却，使得原子来不及有序排列而形成非晶态。
常见的快速凝固技术有熔体喷铸、甩带法等。
2、物理气相沉积法包括溅射法和蒸发法。
在真空环境中，将材料蒸发或溅射出来，并沉积在衬底上，形成非晶薄膜。
3、化学气相沉积法利用化学反应在衬底表面生成非晶材料薄膜。
4、机械合金化法通过高能球磨等机械手段使不同成分的粉末混合并发生固态反应，形成非晶态合金。
三、非晶材料的应用领域1、电子领域非晶半导体在集成电路、太阳能电池等方面有应用。
非晶态磁性材料可用于磁存储设备。
2、能源领域非晶合金变压器具有低损耗、高效率的特点，能够有效降低能源消耗。
3、航空航天领域非晶材料的高强度和轻量化特性使其在航空航天部件制造中具有潜在应用。
4、医疗器械领域由于其良好的生物相容性和耐腐蚀性，可用于制造医疗器械和植入物。
5、汽车工业用于制造汽车零部件，如发动机部件、减震器等，以提高汽车性能和燃油效率。
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• 合金中类金属元素的一般含量为 13x%~25x%, x 表 示摩尔分数
• 如果在二元合金系的基础上加一种或多种类金属元 素，或过渡族元素来部分替代，则可形成三元或多 元非晶态合金。研究发现，多元非晶态合金的形成 更容易 。
(2) 前过渡金属-后过渡金属系 (TE-TL) • 后过渡金属元素也可用 IB 族贵金属代替，由于前过
3.1.3 非晶态材料的特性
1. 高强度、高韧性
许多非晶态金属玻璃带，即使将它们对折，也不会产 生裂纹。 对于金属材料，通常是高强度、高硬度而较脆，然而 金属玻璃是两者兼顾，不仅强度高、硬度高，而且韧 性也较好。
非晶态合金的硬度、抗拉强度很高，抗疲劳性也很
强，非常适用于承受交变大载荷的应用领域。
4. 非晶态高分子材料
早在 20 世纪 50 年代，希恩等人在晶态聚合物的 X 射线衍射图中就曾发现过非晶态高分子聚合物 的弥散环。这些实际的结构介于有序和无序之间 ，被认为是结晶不好或部分结构有序。
许多高聚物塑料和组成人体的主要生命物质以及液 晶都属于这一范畴。如特定结构的聚丙烯表现为非晶 态。
3. 非晶态超导体
关于非晶态超导材料的研究可以追溯到 20 世纪 50 年代，当时有两位德国科学家发现在液氮冷却的 衬底上蒸发得到的非晶态 Bi 和 Ga 膜具有超导性 ，临界温度分别为 6.1 K 和 8.4 K。但它们升温到 20~30 K 时就发生晶化，故在室温下无法保持为非 晶态，这就给这些材料的进一步研究和应用带来 了困难。
聚集态。它不像晶态物质那样具有完善的短程和
远程有序，而是不存在长程有序，仅具有短程有
序。也就是说，在很小的范围内，如几个原子构
成的小集团，原子的排列具有一定的规则。
“短程有序”是非晶态固体的基本特征之一。
3. 固体材料的几个层次：单晶体、多晶体、微晶体和 非晶体 单晶是指结晶体内部的微粒在三维空间呈有规律 地、周期性地排列。即在完美的单晶体中，原子 在整块材料中的排列都是规则有序的: 短程有序和 长程有序 。
金属玻璃具有光泽，可以弯曲，外观上和普通金属 材料没任何区别，但金属玻璃中原子的排列杂乱， 因而赋予了它一些列全新的特性。
金属璃水果盘
迄今发现的能形成非晶态的合金有数百种，目前研 究较多、有一定使用价值的非晶态合金有三大类：
(1) 后过渡金属-类金属系 (TL-M) 前过渡金属与后过渡金属是依据 d 轨道电子数的多少 来区分的。
玻璃态的凝聚固态—非晶态固体。
非晶态固体的分子像在液体中一样，以相同的紧压
程度一个挨着一个的无序堆积。
不同的是，在液体中的分子容易滑动，粘滞系数很
小，当液体变稠时，分子滑动变得更困难，最后在
非晶态固体中，分子基本上不能再滑动，具有固体
的形状和很大的刚硬性。
2. 有长程有序和短程有序
非晶态物质是介于晶体和液体之间有序度的一种
从材料学的分类角度分析，非晶态材料的品种很多，主 要包括：
1. 非晶态合金 2. 非晶态半导体材料 3. 非晶态超导体 4. 非晶态高分子材料
5. 非晶态玻璃
1. 非晶态合金
非晶态合金也叫金属玻璃，它既有金属和玻璃的优
点, 又克服了它们各自的弊病。如玻璃易碎, 没有延
展性。金属玻璃的强度却高于钢, 硬度超过高硬工具 钢, 且具有一定的韧性和刚性, 所以, 人们赞扬金属玻 璃为“敲不碎、砸不烂”的“玻璃之王”。
1975 年以后，有人用液体金属急冷法制备了多种 具有超导电性的非晶态合金，其临界温度，临界 磁场及临界电流密度比较高，因而开辟了非晶超 导电材料的应用领域。
目前已经用快速淬火法制备了多种具有超导电性 的非晶态材料：
一类是由周期表中左侧的过渡金属（ La ， Zr ， Nb ）和右侧的过渡金属（ Au，Pd， Rh， Ni）组成的金 属-金属系合金； 另一类是含有类金属元素（P，B，Si，C，Ge）的 金属-类金属系合金。
(3) IIA族金属的二元或多元合金
• Ca-Al12.5-47.5, Ca-Cu12.6-62.5, Ca-Pd, Mg-In25-32, Be-Zr50-70, Sr70Ge30, Sr70Mg30……这类合金形成 非晶态的成分范围非常广。
除三大合金之外，还有一些以 Th(钍）, Np(镎), Pu( 钚) 等锕系金属为基的非晶态合金
非晶体材料具有其十分优越的价值，应用范围 十分广泛：
非晶铁合金作为良好的电磁吸波剂，用于隐身技 术的研究领域； 某些非晶合金具有良好的催化性能，已被开发用 来制备工业催化剂； 非晶硅和非晶半导体材料在太阳能电池和光电器 件方面广泛应用……
3.1 非晶态材料的基本概念和基本性质
重点：
制造耐蚀管道、电池电极、海底电缆屏蔽、磁分
离介质及化学工业的催化剂，目前都以及达到了
实用阶段。
3. 软磁特性
是指磁导率和饱和磁感应强度高，矫顽力和损耗低。
目前使用的软磁材料主要有硅钢、铁 - 镍坡莫合金 及铁氧体，都是结晶材料，具有磁各向异性而互相 干扰，结果使磁导率下降。 而非晶态合金中没有晶粒，不存在磁各向异性，磁 特性软。
要理解多晶这个概念首先要理解“晶粒”，从液
态转变为固态的过程首先要成核，然后生长，这 个过程叫晶粒的成核长大。晶粒内分子、原子都 是有规则地排列的，所以一个晶粒就是单晶。英 文晶粒用Grain 表示 。
多个晶粒，每个晶粒的大小和形状不同 ,而且取向
也是凌乱的,没有明显的外形,也不表现各向异性,是
•目前比较成熟的非晶态软磁合金主要有铁基、 铁-镍基和钴基三大类。
•铁基和铁 - 镍基软磁合金的饱和磁感应强度高 ，可代替硅片使用。
•具有高磁导率的非晶态合金可以代替坡莫合金制作各
种电子器件，特别是用于可弯曲的磁屏蔽。 •非晶态合金还可以用于工业织布机编织成帘布而不必 退火，而且磁特性在使用过程中不会发生蜕化。 •钴基非晶态合金不仅初始导磁率高、电阻率高，而且
磁致伸缩接近于零，是制作磁头的理想材料。特别是
非晶态合金的硬度高，耐磨性好，使用寿命长，适合 作非晶态磁头。
这两类半导体材料的应用潜力很大，可以制成
各种微电子器件，有许多已经商品化。
其他的非晶态半导体如非晶态 III-V A族化合
物也在积极的研究之中，但大多数尚处于实验
室研究初期。
此外，还有一类重要的半导体材料—玻璃半导体
硫属非晶态半导体通过加热-冷却过程发生晶体 -非晶态 的可逆转变，故又有玻璃半导体之称。
非晶态材料在微观结构上的基本特征： (1)只存在小区间范围内的短程序，在近程或次近邻的 原子间的键合（如配位数、原子间距、键角、键长 等）具有某种规律性，但没有长程序；
(2)非晶态材料的 X-射线衍射花样是有较宽的晕和弥散 的环组成，没有表征结晶态特征的任何斑点和条纹， 用电子显微镜也看不到晶粒间界、晶格缺陷等形成 的衍衬反差；
所谓前过渡金属是指d电子数较少（一般不超过5个）
的过渡金属，如Sc、V、Ti、Zr 和 Cr等；
后过渡金属是那些d电子比较多的过渡金属，如Mn、
Fe、Co、Ni、Cu和Zn等。
• 后过渡金属元素包括 VIIB 族, VIII族，和 IB 族贵 金属。 • 类金属元素包括 B,C, N, Si, P, Ge, As, Te, Se, Sb 等 • Pd80Si20, Ni80P20, Au75Si25……
5. 非晶体玻璃
玻璃是非晶态固态中的一种，玻璃中的原子不像晶
体那样在空间作远程有序排列，而近似于液体，一
样具有近程有序排列，玻璃像固体一样能保持一定
的外形，而不像液体那样在自重作用下流动。
常见的非晶态玻璃 (P63): 石英玻璃 钠钙硅玻璃 硼酸盐玻璃 其他氧化物玻璃（铝酸盐玻璃、铝硼酸盐玻璃、 铍酸盐玻璃，矾酸盐玻璃）
多晶。
人们习惯把小尺度晶粒叫微晶。
在多晶体中，只有在晶粒内部，原子的排列才是
有序的，而多晶体中的晶粒尺寸通常比微晶体中
的更大一些，用一般的镜像显微镜甚至肉眼都可 以看到晶粒和晶界。 非晶是无规则排列，无周期、无对称特征，原子 排列无序，非晶没有晶粒，也就没有晶界。非晶 体不具有长程有序。
•Np-Ga30-40, Pu-Ni12-30……
2. 非晶态半导体材料
非晶态半导体材料范围十分广泛，研究最多的 有两类：
一类是四面体配置的非晶态半导体，例如非 晶 Si 和 Ge，属于 IVA 族的半导体元素 另一类是硫系非晶态半导体，例如 S，Se，Te 等 ， 包 括 二 元 系 的 As2Se3 和 多 元 系 的 As81Se21Ge80Te18，As30Te43Si12Ge10等。
非晶衍射花样
(3)当温度升高时，在某个很窄的温度区间，会发生明 显的结构相变，因而它是一种亚稳相。
由于人们最为熟悉的玻璃是非晶态，所以也把非晶
态称作无定形体或玻璃体 (Amorphous or Glassy States)。 因此非晶体金属也称为金属玻璃。
3.1.2 非晶态材料的分类
到目前为止，人们已经发现了多种非晶态材料，发 展了多种方法与技术来制备各类非晶态材料。 从广泛意义上讲，非晶态材料包括普通的低分子非 晶态材料、传统的氧化物和非氧化物玻璃、非晶态 高分子聚合物等。
第三章 非晶态材料的制备
非晶态材料的发展历程
非晶态材料具有悠久的使用历史，早在二千多年以 前，我们的祖先就开始使用玻璃和陶釉。
1947 年 A. Brenner 等人用电解和化学沉积方法获得 Ni-P、Co-P 等非晶态薄膜用作金属保护层。
1958 年召开了第一次非晶态固体国际会议，1960年 从液态骤冷获得金-硅（Au79Si80）非晶态合金，开创 了非晶态合金研发新纪元。 此后一系列“金属玻璃”被开发出来，几乎同时也 发展了非晶态理论模型， Mott-CFO 理论模型的奠 基者1977年获得诺贝尔物理学奖。