非晶態(tài)材料也叫無(wú)定形或玻璃態(tài)材料, 這是一大類剛性固體,具有和晶態(tài)物質(zhì)可相比較的高硬度和高粘滯系數(shù)(一般在10泊，即1帕·秒以上,是典型流體的粘滯系數(shù)的10倍)。  但其組成的原子、分子的空間排列不呈現(xiàn)周期性和平移對(duì)稱性，晶態(tài)的長(zhǎng)程序受到破壞;只是由于原子間的相互關(guān)聯(lián)作用，使其在幾個(gè)原子(或分子)直徑的小區(qū)域內(nèi)具有短程序。由于至今尚無(wú)任何有效的實(shí)驗(yàn)方法可以準(zhǔn)確測(cè)定非晶態(tài)材料的原子結(jié)構(gòu)，上述定義都是相對(duì)而言的。

非晶態(tài)材料具有三個(gè)基本特征。  

① 只存在小區(qū)間內(nèi)的短程序，而沒(méi)有任何長(zhǎng)程序;波矢 k不再是一個(gè)描述運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的好量子數(shù)(見(jiàn)固體的能帶)。  

② 它的電子衍射、中子衍射和 X射線衍射圖是由較寬的暈和彌散的環(huán)組成;用電子顯微鏡看不到任何由晶粒間界、晶體缺陷等形成的衍襯反差。  

③ 任何體系的非晶態(tài)固體與其對(duì)應(yīng)的晶態(tài)材料相比，都是亞穩(wěn)態(tài)。當(dāng)連續(xù)升溫時(shí)，在某個(gè)很窄的溫區(qū)內(nèi)，會(huì)發(fā)生明顯的結(jié)構(gòu)變化，從非晶態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)榫B(tài)，這個(gè)晶化過(guò)程主要取決于材料的原子擴(kuò)散系數(shù)、界面能和熔解熵。

對(duì)于制備非晶態(tài)材料的方法很多，最常見(jiàn)的是熔體急冷和從氣相淀積(如蒸發(fā)、離子濺射、輝光放電等)。近年來(lái)又發(fā)展了離子轟擊、強(qiáng)激光輻射和高溫爆聚等新技術(shù)，并已能大規(guī)模連續(xù)生產(chǎn)。  

一些具有足夠粘度的液體，經(jīng)快速冷卻即可獲得其玻璃態(tài)。1960年P(guān).杜韋斯等人利用很高的冷卻速率，將傳統(tǒng)的玻璃工藝發(fā)展到金屬和合金，制成對(duì)應(yīng)的非晶態(tài)材料，稱之為金屬玻璃或玻璃態(tài)金屬。當(dāng)射頻加熱線圈將樣品熔融時(shí)，開(kāi)啟閥門(mén)，加壓氣流(如He、N、Ar等)沖破聚酯膜片,使樣品從石英坩堝下端的噴嘴急速噴射到冷卻銅塊上，冷速可達(dá)10K/s以上，以獲得其非晶態(tài)。除少數(shù)比較容易形成玻璃態(tài)的合金(如Pd-Cu-Si，Pd-Ni-P，Pt-Ni-P等)以外，大部分金屬玻璃的冷卻速率都相當(dāng)高，一般在10~10K/s，厚度在50μm以內(nèi),也有先制成幾十微米以內(nèi)的非晶態(tài)細(xì)顆粒，再壓結(jié)成塊狀非晶合金的。  一般認(rèn)為，純金屬無(wú)法用目前達(dá)到的10~10K/s的冷卻速度，由液態(tài)急冷得到玻璃態(tài)。所以，目前所有的玻璃態(tài)金屬都包含有兩種或兩種以上的組元。大部分玻璃態(tài)合金都具有兩種成分，一部分是金屬性強(qiáng)的元素，如Cu、Ag、Au或過(guò)渡金屬Fe、Co、Ni、Pd、Pt;另一部分是非金屬、類金屬元素，如3價(jià)的B，4價(jià)的C、Si、Ge，5價(jià)的P。前者的總和約占70~80at%(原子百分?jǐn)?shù))，后者約占20at%，這樣的組分配比可用非晶態(tài)固體的伯耳納多面體模型加以解釋。最易得到非晶態(tài)的組分是在合金相圖的共晶點(diǎn)附近，其對(duì)應(yīng)的熔化溫度低。