glassy state 　　指組成原子不存在結(jié)構(gòu)上的長(zhǎng)程有序或平移對(duì)稱性的一種無(wú)定型固體狀態(tài)。 　　玻璃態(tài)也可以看成是保持液體結(jié)構(gòu)的固體狀態(tài)。

玻璃態(tài)的形成　　無(wú)機(jī)玻璃是人類最早合成的無(wú)機(jī)材料之一，大多數(shù)高分子聚合物也都屬于玻璃態(tài)。

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玻璃態(tài)

生成玻璃態(tài)的氧化物主要是電負(fù)性居中的元素，如硼、硅、鍺和磷等。這些元素與氧形成很強(qiáng)共價(jià)鍵，并構(gòu)成較為開(kāi)放的三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，即使溫度在材料的熔點(diǎn)以上，這種共價(jià)鍵仍然存在，只是體系中不存在有任何長(zhǎng)程有序或平移對(duì)稱性。這些氧化物的熔融狀態(tài)具有很高的黏度，在體系溫度降低時(shí)，容易處于過(guò)冷狀態(tài)，使長(zhǎng)程無(wú)序得以在固相中保持。過(guò)冷液態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)椴ＡB(tài)的溫度稱為玻璃化溫度。一些玻璃在低于玻璃化溫度經(jīng)長(zhǎng)時(shí)間退火，可以使玻璃態(tài)向晶態(tài)轉(zhuǎn)變，這種現(xiàn)象稱為失透。在上述氧化物中加入堿金屬氧化物可以在一定程度上打破原有的三維網(wǎng)絡(luò)，使玻璃化溫度降低。人們對(duì)硅酸鹽玻璃進(jìn)行了較多的研究，認(rèn)為在玻璃態(tài)下，仍保持著硅氧四面體的結(jié)構(gòu)，但是硅氧四面體之間存在有不同程度的扭曲和旋轉(zhuǎn)，形成無(wú)序的三維網(wǎng)絡(luò)。

　　當(dāng)聚合物材料受到外力作用時(shí)，只能通過(guò)改變主鏈上的鍵長(zhǎng)、鍵角去適應(yīng)外力，因此聚合物表現(xiàn)出的形變能力很小。形變量與外力大小成正比，外力一旦去除，形變立即恢復(fù)。由于該狀態(tài)下聚合物表現(xiàn)出的力學(xué)性質(zhì)與小分子玻璃很相似，所以將聚合物的這種力學(xué)狀態(tài)稱為玻璃態(tài)。鏈段運(yùn)動(dòng)處于被凍結(jié)的狀態(tài)，只有鍵長(zhǎng)、鍵角、側(cè)基、小鏈節(jié)等小尺寸運(yùn)動(dòng)單元能夠運(yùn)動(dòng)。

玻璃態(tài)列舉
　　玻璃態(tài)是原子或分子物形成的具透光性的晶體狀態(tài).如金剛石,硅酸鹽玻璃,等等都是玻璃態(tài).

科學(xué)家揭示玻璃非固體之謎
　　玻璃表面看上去是固體，實(shí)際上并不是。50多年來(lái)，科學(xué)家一直在嘗試弄清玻璃的本質(zhì)。近日，英國(guó)、澳大利亞及日本的科學(xué)家聯(lián)合研究發(fā)現(xiàn)，玻璃無(wú)法成為固體的原因在于玻璃冷卻時(shí)所形成的特殊的原子結(jié)構(gòu)。相關(guān)論文6月22日在線發(fā)表于《自然—材料學(xué)》（Nature Materials）上。

　　主要研究人員、英國(guó)布里斯托爾大學(xué)的Paddy Royall說(shuō)：“一些材料在冷卻時(shí)會(huì)形成結(jié)晶，其原子會(huì)以高度規(guī)則的模式進(jìn)行排列，稱為“晶格”（lattice）。不過(guò)玻璃在冷卻時(shí)，原子擁堵在一起，幾乎隨機(jī)排列，妨礙了規(guī)則晶格的形成。”

　　在實(shí)驗(yàn)中，為了觀察微觀原子的真實(shí)運(yùn)動(dòng)情況，研究人員利用較大的膠體微粒模擬原子，并用高倍顯微鏡進(jìn)行觀察。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，這些粒子形成的凝膠因?yàn)闃?gòu)成了二十面體結(jié)構(gòu)而無(wú)法形成結(jié)晶——這與20世紀(jì)50年代布里斯托爾大學(xué)的Charles Frank作出的預(yù)測(cè)相一致。這種結(jié)構(gòu)解釋了為什么玻璃是“玻璃”而不是液體或固體。

　　此次研究對(duì)于理解亞穩(wěn)態(tài)材料來(lái)說(shuō)是個(gè)重大的突破，它將使進(jìn)一步開(kāi)發(fā)金屬玻璃等新材料成為可能。另外，如果能夠通過(guò)操作使金屬在冷卻時(shí)形成玻璃一樣的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，將有可能大大減少金屬缺陷。

標(biāo)簽：非晶物理學(xué)固體