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第 33 卷 第 5 期, pp.177-351  (2013) [ 175頁 ] 非晶態(tài)物質(zhì)的本質(zhì)和特性

汪衛(wèi)華
中國科學(xué)院物理研究所，北京100190

2013/12/05 發(fā)布

非晶態(tài)物質(zhì)是復(fù)雜的多體相互作用體系，其基本特征是原子和電子結(jié)構(gòu)復(fù)雜，微觀結(jié)構(gòu)長程無序，體系在能量上處在亞穩(wěn)態(tài)，， 具有復(fù)雜的多重弛豫行為，其物理、化學(xué)和力學(xué)性質(zhì)、特征及結(jié)構(gòu)隨時間演化。不穩(wěn)定，隨機性，不可逆是非晶物質(zhì)的基本要素，自組織，復(fù)雜性，時間在非晶物質(zhì)中起重要作用。復(fù)雜的非晶態(tài)物質(zhì)有很多基本而獨特的性質(zhì)。
非晶態(tài)物質(zhì)的復(fù)雜性沒有能阻擋住人們對它的興趣和研究�，F(xiàn)在人們把越來越多的目光從相對簡單的有序物質(zhì)體系關(guān)注到復(fù)雜相互作用的無序非晶體系。近幾十年來，非晶的研究在無序中發(fā)現(xiàn)有序，在紛繁和復(fù)雜中尋求簡單和美，引領(lǐng)了新的研究方向，導(dǎo)致很多新概念、新思想、新方法、新工藝、新模型和理論，以及新物質(zhì)觀的產(chǎn)生。非晶態(tài)合金（又稱金屬玻璃）是50 多年前偶然發(fā)現(xiàn)的一類新型非晶材料。非晶合金的發(fā)現(xiàn)極大地豐富了金屬物理的研究內(nèi)容，帶動了非晶態(tài)物理和材料的蓬勃發(fā)展，把非晶物理研究推向凝聚態(tài)物理的前沿。今天，非晶物理已成為凝聚態(tài)物理的一個重要和有挑戰(zhàn)性的分支。非晶態(tài)材料不僅成為性能獨特、在日常生活和高新技術(shù)領(lǐng)域都廣泛使用的新材料，同時也成為研究材料科學(xué)和凝聚態(tài)物理中一些重要科學(xué)問題的模型體系。
本文試圖用科普的語言，以非晶合金為典型非晶物質(zhì)綜述非晶物理和材料的發(fā)展歷史和精彩故事、介紹非晶科學(xué)中的主要概念、研究方法、重要科學(xué)問題和難題、非晶材料的形成機理、結(jié)構(gòu)特征、非晶的本質(zhì)、非晶中的重要轉(zhuǎn)變{玻璃轉(zhuǎn)變、非晶中的重要理論模型、物理和力學(xué)性能及非晶材料的各種應(yīng)用等方面的研究概況和最新的重要進展。還介紹了非晶領(lǐng)域今后的研究動態(tài)及趨勢，以及這門學(xué)科面臨的重要問題、發(fā)展前景和方向。
Amorphous matter especially amorphous alloys are currently among the most actively studied materials. In the last half century, the amorphous alloys, which is a newcomer in glassy family, is at the cutting edge of research and of current interest and significance in condensed matter physics,
materials science and engineering. The unique structural features and outstanding mechanical, physical and chemical properties of the amorphous alloys provide model system for studying some long-standing fundamental issues in condensed matter physics and have potential engineering and functional applications. In this review article, we comprehensively review the development history,formation, characteristics and properties of the glassy materials especially the metallic
glasses, and introduce the critical issues in this ˉeld and recent progress in fundamental research
in the rapidly moving amorphous physics ˉeld.

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中圖分類號: O469

關(guān)鍵詞: 非晶物質(zhì)；非晶合金；非晶結(jié)構(gòu)；液態(tài){玻璃態(tài)轉(zhuǎn)變；非晶本質(zhì)；非晶流變的彈性模型； 非晶性能和應(yīng)用
Amorphous matter; Metallic glasses; Amorphous structure; Glass transition; Deformation in glasses; Elastic model for flow; Physical properties & applications

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