工程材料论文非晶态材料撰写人：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:非晶态材料分类性能应用Abstract: This paper mainly of amorphous materials, concept and gave a brief exposition of the basic characteristics, and a comprehensive overview of amorphous materials, e xcellent physical and chemical properties and applications.Keywords:amorphous materials, performance, application,前言：非晶态材料拼音：feijingtai cailiao英文：non-crystalline material,amorphous material, glassy material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。
amorphous materials, the basic concepts ofAmorphous material is a material science, a vast and new field. Nature, there are three ki nds of aggregation state of the material, namely gas, liquid, solid. There are two kinds of solid substances exist in different forms, namely, crystals and amorphous. In the crystal a toms, molecules or ions in three-dimensional space of regular periodic arrangement. In con trast, some material atoms or ions, and there is no law and cyclical, is a disorderly arrangement, this substance is called amorphous substances"Amorphous" concept in people's minds is relative to the "crystal" for the purposes of. M etal and a lot of solid, their structural state is at a certain geometry, there are regularly ar ranged cycle is made is that we have defined "an orderly structure." In the structure of a morphous materials, it is only in a certain size range, the atoms before the formation of a certain geometric arrangement of atoms in neighbor spacing, bond length only has a cert ain regularity. For example, amorphous alloy, in the 15 to 20 within their atoms arranged in tetrahedral structure, each atom will occupy the intersection of the tetrahedron of the prism. However, in the context of more than 20 atoms for a variety of non-accumulation of the rules and can not form a geometric arrangement of the rules. Consequently, such material has unique physical and chemical properties, some of some of the properties of a morphous alloy is more excellent than the crystalline state.正文：一：非晶态材料的基本特征和结构模型自然界中，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，如图6—1所示。
非晶态物质又称“无定形”物质(Am。
rphoux)，是相对晶态而言的。
目前，非晶态材料的种类很多，除了传统的硅酸盐玻璃外，还包括已广泛应用的非晶态聚合物、非晶态半导体和金属玻璃，以及非晶态离子导体、非晶态超导体二：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。
图6—2是玻璃体性质随温度变化的示意图。
(5)没有任何长程有序，只存在小区间内的短程有序。
非晶态固体结构上的特征是原子排列缺乏周期性。
虽然在某一原子周围原子排列有一定规律性，但整体来讲则是缺乏规律性的，即所谓短程有序，长程无序。
(6)衍射花纹是由较宽的晕和弥散环组成，在电子显微镜下看不到晶粒、晶界、晶格缺陷等。
三：基本特性非晶态材料具有三个基本特征。
①只存在小区间内的短程序，而没有任何长程序；波矢不再是一个描述运动状态的好量子数（见固体的能带）。
②它的电子衍射、中子衍射和 X射线衍射图是由较宽的晕和弥散的环组成；用电子显微镜看不到任何由晶粒间界、晶体缺陷等形成的衍衬反差。
③任何体系的非晶态固体与其对应的晶态材料相比，都是亚稳态。
当连续升温时，在某个很窄的温区内，会发生明显的结构变化，从非晶态转变为晶态，这个晶化过程主要取决于材料的原子扩散系数、界面能和熔解熵（见结构弛豫）。
制备制备非晶态材料的方法很多，最常见的是熔体急冷和从气相淀积(如蒸发、离子溅射、辉光放电等)。
近年来又发展了离子轰击、强激光辐射和高温爆聚等新技术，并已能大规模连续生产。
一些具有足够粘度的液体，经快速冷却即可获得其玻璃态。
1960年P.杜韦斯等人利用很高的冷却速率，将传统的玻璃工艺发展到金属和合金，制成对应的非晶态材料，称之为金属玻璃或玻璃态金属。
其工艺原理如图所示。
当射频加热线圈将样品熔融时，开启阀门，加压气流(如He、N、Ar等)冲破聚酯膜片,使样品从石英坩埚下端的喷嘴急速喷射到冷却铜块上，冷速可达10K/s以上，以获得其非晶态。
除少数比较容易形成玻璃态的合金(如Pd-Cu-Si，Pd-Ni-P，Pt-Ni-P等)以外，大部分金属玻璃的冷却速率都相当高，一般在10～10K／s，厚度在50μm以内,也有先制成几十微米以内的非晶态细颗粒，再压结成块状非晶合金的。
非晶态材料的种类很多,硅土(SiO),以及硅土和Al、Na、Mg、Ca等元素的氧化物的混合物构成最古老、最重要的无机玻璃，一些A-A和A族元素的混合物也较容易得到其玻璃态（如硫系玻璃）。
除传统的玻璃和新近迅速发展的金属玻璃外，还包括非晶态半导体、非晶态高聚合物、非晶态电介质、非晶态离子导体等。
近20多年来，由于非晶态材料优异的物理、化学特性和广泛的技术应用，使其得到了迅速的发展，成为一大类重要的新型固体材料。
四：非晶态固体（noncrystalline solid）又称无定形体或玻璃体。
其内部原子或分子的排列无周期性，如同液体那样杂乱无章地分布，可看作过冷液体，如玻璃、松香、明胶等。
非晶态固体有如下通性；宏观性质具有均匀性，这种均匀性来源于原子无序分布的统计性规律；物理性质一般不随测定方向而变，称为各向同性；不能自发地形成多面体外形；无固定的熔点；由于无周期性结构，不能对X射线产生衍射效应。
X射线衍射实验表明,非晶态固体（或称为无定形体、玻璃体）具有短程秩序，但完全不具有长程秩序。
由附图看出：就每个原子周围零点几纳米内的情况而言，晶态与非晶态固体十分相似，即每个原子的最近邻原子的数目一定,化学键的键长相等,键角基本上一样。
至于每个原子与相距在几纳米以外的原子的关系，则在晶体中与在非晶态固体中有本质的不同。
晶体具有长程序，由其中一原子出发，只有在特定方向上和特定距离处才能找到其他原子。