非晶态固体gydF4y2Ba
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非晶态固体的制备gydF4y2Ba

人们曾经认为，可以制备的材料相对较少gydF4y2Ba非晶gydF4y2Ba固体和这样的材料(特别是氧化物玻璃和有机聚合物)被称为成玻璃固体。现在已知无定形gydF4y2Ba固态gydF4y2Ba几乎是可凝结物质的普遍性质。的gydF4y2Ba代表性非晶态固体表给出了其中每一类的非晶态固体的列表gydF4y2Ba化学成键gydF4y2Ba表示类型。玻璃化转变温度范围很广。gydF4y2Ba

代表性非晶态固体的键合类型和玻璃化转变温度gydF4y2Ba
玻璃gydF4y2Ba 成键gydF4y2Ba 玻璃化转变温度(K)gydF4y2Ba
二氧化硅gydF4y2Ba 共价gydF4y2Ba 1430年gydF4y2Ba
二氧化锗gydF4y2Ba 共价gydF4y2Ba 820gydF4y2Ba
硅、锗gydF4y2Ba 共价gydF4y2Ba - - - - - -gydF4y2Ba
40%钯，40%镍，20%磷gydF4y2Ba 金属gydF4y2Ba 580gydF4y2Ba
铍二氟化物gydF4y2Ba 离子gydF4y2Ba 570gydF4y2Ba
三硫化二砷gydF4y2Ba 共价gydF4y2Ba 470gydF4y2Ba
聚苯乙烯gydF4y2Ba 聚合物gydF4y2Ba 370gydF4y2Ba
硒gydF4y2Ba 聚合物gydF4y2Ba 310gydF4y2Ba
80%的金，20%的硅gydF4y2Ba 金属gydF4y2Ba 290gydF4y2Ba
水gydF4y2Ba 氢键gydF4y2Ba 140gydF4y2Ba
乙醇gydF4y2Ba 氢键gydF4y2Ba 90gydF4y2Ba
异戊烷gydF4y2Ba 范德华斯gydF4y2Ba 65gydF4y2Ba
铁，钴，铋gydF4y2Ba 金属gydF4y2Ba - - - - - -gydF4y2Ba

玻璃gydF4y2Ba编队就是绕过gydF4y2Ba结晶gydF4y2Ba．通过快速穿过两者之间的温度区间来避开通往晶体状态的通道gydF4y2BaTgydF4y2BafgydF4y2Ba而且gydF4y2BaTgydF4y2BaggydF4y2Ba．如果冷却足够快，几乎所有的材料都可以制备成无定形固体。“足够快”的定义因材料而异。制备非晶态固体的四种技术如图4所示。这些技术与用于制备晶体固体的技术没有本质区别;关键是去做gydF4y2Ba淬火gydF4y2Ba样品快到形成玻璃，而不是慢到形成gydF4y2Ba水晶gydF4y2Ba．图中从左到右淬火速率增大较大。gydF4y2Ba

融化gydF4y2Ba淬火gydF4y2Ba

的制备gydF4y2Ba金属玻璃gydF4y2Ba需要相当快的淬火。图4C所示的技术称为gydF4y2Ba溅射淬火，可以在一毫秒内将熔态金属液滴淬火约1000°C，产生一层非晶态固体金属薄膜。与此形成鲜明对比的是gydF4y2Ba硅酸盐玻璃gydF4y2Ba形成了刚性的棱状圆盘gydF4y2Ba海尔望远镜gydF4y2Ba的gydF4y2Ba帕洛马天文台gydF4y2Ba附近gydF4y2Ba圣地亚哥gydF4y2Ba加州的一份样品是在8个月的时间间隔内通过冷却(温度下降幅度相当)制备的。达到非晶固态所需的淬火速率的巨大差异(此处的淬火速率相差3 × 10倍)gydF4y2Ba10gydF4y2Ba)生动地展示了硅酸盐玻璃(非常高)和金属玻璃(非常低)在玻璃形成趋势上的差异。gydF4y2Ba

玻璃形成所需的淬火速率在化学性质上彼此不同的相关材料家族中可能有显著差异gydF4y2Ba作文gydF4y2Ba．图5展示了二元(双组分)系统的典型行为，gydF4y2Ba金硅。在这里gydF4y2BaxgydF4y2Ba表示硅原子和金原子的比例gydF4y2Ba1 - xgydF4y2Ba如果gydF4y2BaxgydF4y2Ba表示该材料族中的特定材料。(Au代表gydF4y2Ba化学符号gydF4y2Ba对于金，Si是硅的符号，例如AugydF4y2Ba0.8gydF4y2Ba如果gydF4y2Ba0.2gydF4y2Ba表示含有20%硅原子和80%金原子的材料。)实体曲线标记为gydF4y2BaTgydF4y2BafgydF4y2Ba显示了凝固点的组成依赖性;在这条线上gydF4y2Ba液体gydF4y2Ba阶段gydF4y2Ba是稳定形式。在构图附近有一个深尖gydF4y2BaxgydF4y2Ba= 0.2。在这种特殊成分附近，如在gydF4y2Ba一个gydF4y2Ba在图中，一种液体是更容易淬灭比是一种液体在遥远的组成，如gydF4y2BabgydF4y2Ba．为了达到玻璃相，液体必须从上面冷却gydF4y2BaTgydF4y2BafgydF4y2Ba以下gydF4y2BaTgydF4y2BaggydF4y2Ba没有结晶。整个温度区间从gydF4y2BaTgydF4y2BafgydF4y2Ba到玻璃化转变温度gydF4y2BaTgydF4y2BaggydF4y2Ba，液体有-à-vis结晶的风险。因为这个危险的间隔要长得多gydF4y2BabgydF4y2Ba比在gydF4y2Ba一个gydF4y2Ba时，玻璃的形成需要更快的淬火速率gydF4y2BabgydF4y2Ba比在gydF4y2Ba一个gydF4y2Ba．gydF4y2Ba

许多二进制系统都存在类似图5的图(尽管比图5稍微复杂一些)。例如，在氧化物体系CaO-Al中gydF4y2Ba2gydF4y2BaOgydF4y2Ba3.gydF4y2Ba，其中两个端件gydF4y2Ba作文gydF4y2Ba（gydF4y2BaxgydF4y2Ba= 0和gydF4y2BaxgydF4y2Ba= 1)对应纯净gydF4y2Ba氧化钙gydF4y2Ba(CaO)纯gydF4y2Ba氧化铝gydF4y2Ba(艾尔gydF4y2Ba2gydF4y2BaOgydF4y2Ba3.gydF4y2Ba)时，有一个深度极小值gydF4y2BaTgydF4y2BafgydF4y2Ba与- - - - - -gydF4y2BaxgydF4y2Ba曲线附近的中间组成范围。尽管氧化钙和氧化铝都不容易形成玻璃，但混合成分很容易形成玻璃;由于与此相关的原因，许多氧化玻璃具有复杂的化学成分。gydF4y2Ba

蒸汽冷凝技术gydF4y2Ba

在图5所示的金硅体系中，在远离尖端的成分处，玻璃不能通过熔体淬火形成，即使是图4所示的快速溅射淬火技术。这就是为什么gydF4y2BaTgydF4y2BaggydF4y2Ba图5的曲线只涵盖了近尖端的成分。)无定形固体仍然可以通过完全去除液相并以原子一个原子的方式从石墨烯中构建薄膜来制备gydF4y2Ba气体gydF4y2Ba阶段。图4D显示了其中最简单的一个gydF4y2Ba蒸汽冷凝技术。蒸汽流:在真空室中因热而形成的蒸汽流gydF4y2Ba蒸发gydF4y2Ba要沉积的材料的样品，撞击在gydF4y2Ba表面gydF4y2Ba冷基板的。原子在冷的表面上凝结，在一系列条件下(通常是高速率的gydF4y2Ba沉积gydF4y2Ba和低衬底温度)，非晶态固体形成薄膜。纯硅可以用这种方法制备成无定形固体。该方法的变体包括使用gydF4y2Ba电子束gydF4y2Ba使源汽化或利用等离子体引起的分子种类的分解。后一种技术用于从气态硅烷(SiHgydF4y2Ba4gydF4y2Ba)．在非晶态固体中所列gydF4y2Ba表中，通常需要蒸汽冷凝方法制备的有硅(Si)，锗(Ge)，水(HgydF4y2Ba2gydF4y2BaO)，以及元素金属玻璃铁(Fe)，钴(Co)和铋(Bi)。gydF4y2Ba

其他制备技术gydF4y2Ba

还有许多其他的准备方法gydF4y2Ba非晶gydF4y2Ba固体和新方法不断被发明出来。在gydF4y2Ba熔融纺丝gydF4y2Ba，一股熔融金属射流被推到一个冷的、旋转的铜圆筒的移动表面上。金属玻璃的固态薄膜以每分钟超过一公里的速度被剥离成连续的带状。在gydF4y2Ba激光上釉，一个短暂的强激光脉冲融化一个小点，它被周围的材料迅速淬火成玻璃。在gydF4y2Ba溶胶-凝胶法合成gydF4y2Ba即液体中的小分子gydF4y2Ba解决方案gydF4y2Ba化学上相互连接，形成一个无序的网络。有可能取一个晶体固体gydF4y2Ba转换gydF4y2Ba用高动能轰击它，使它变成无定形固体gydF4y2Ba离子gydF4y2Ba．在一定的成分和温度条件下，晶体层之间的相互扩散(原子尺度上的混合)可以产生非晶态相。热解和电解是其他可以使用的方法。gydF4y2Ba