對(duì)自然界中的各種物質(zhì),如果人們不以宏觀性質(zhì)為標(biāo)準(zhǔn),而直接考慮組成物質(zhì)的原子模型,就可根據(jù)不同的物理狀態(tài)將物質(zhì)分為兩大類,一類稱為有序結(jié)構(gòu),另一類稱為無(wú)序結(jié)構(gòu),晶體為典型的有序結(jié)構(gòu),而氣體,液體和諸如非晶態(tài)固體都屬于無(wú)序結(jié)構(gòu),氣體相當(dāng)于物質(zhì)的稀釋狀態(tài),液體和非晶固體相當(dāng)于凝聚態(tài)。
非晶態(tài)材料包括非晶態(tài)合金,非晶態(tài)半導(dǎo)體,非晶態(tài)超導(dǎo)體及非晶態(tài)聚合物。本部分內(nèi)容僅限于討論大塊非晶合金,在文獻(xiàn)中有時(shí)也稱由液態(tài)金屬連續(xù)冷卻而得的大塊非晶合金為大塊金屬玻璃。
關(guān)于大塊非晶合金的形成,可以從結(jié)構(gòu)特點(diǎn),結(jié)晶動(dòng)力學(xué)和熱力學(xué)等三個(gè)方面加以考慮。大塊非晶合金在熱力學(xué)上屬于非平衡的亞穩(wěn)態(tài),其自由能比相應(yīng)的晶態(tài)合金高,并在一定條件下,有轉(zhuǎn)變成為晶體的可能,但是,這種轉(zhuǎn)變要克服一定的勢(shì)壘。從動(dòng)力學(xué)的觀點(diǎn)來(lái)看,非晶態(tài)形成的關(guān)鍵問(wèn)題不是材料從液態(tài)冷卻時(shí)是否會(huì)形成非晶態(tài),而是需要確定為避免發(fā)生可察覺(jué)的結(jié)果要以多快的速率從液態(tài)冷卻下來(lái)的問(wèn)題。上述三個(gè)方面不是彼此孤立的,因?yàn)榻Y(jié)構(gòu)模型與熱力學(xué)模型常常和動(dòng)力學(xué)的考慮密切相關(guān),而動(dòng)力學(xué)的考慮也往往要利用結(jié)構(gòu)和熱力學(xué)模型所得到的概念。