非晶态物质的本质和特性

杨昊坤

（聊城市第一中学，山东聊城 252000）

非晶态物质的本质和特性

杨昊坤

（聊城市第一中学，山东聊城 252000）

非晶态物质是人们日常生活中常见与自然界中普遍存在的物质，近年来由于科学技术的不断发展与进步，非晶态物质的应用领域越来越广泛，人们对非晶态物质也越来越重视，因此，应对非晶态物质本质进行研究与分析，并根据其特性提升其应用效率，促进非晶态物质的发展，保证其他科学领域的可持续发展。

非晶态物质 本质 特性

由于非晶态物质在众多行业与科学领域的应用较为广泛，因此目前非晶态物质研究与发展现状中凸显一些问题，对非晶态物质的研究与发展产生了制约，本文对非晶态物质进行概述，并分析了非晶态物质的本质与特性，为解决目前非晶态物质研究发展中的问题，提高非晶态物质的应用率，加快与非晶态物质息息相关的其他行业以及科学领域的发展提供了科学借鉴，对促进我国科技与经济的发展具有重要意义。

1 非晶态物质概述

概念：非晶态物质即非晶体的物质，非晶态物质的内部分子或原子的三维空间排列结构没有明显的周期性，常见的非晶体物质有松香、玻璃等。非晶体物质与晶体物质相比其自然形态不能形成多面体外观，没有固定的熔点，各向同性——物理性质不会随着宏观测定方向改变。

应用：由于非晶体物质的特性其在生产与生活中应用广泛，主要包括三个方面，第一非晶态金属物质材料应用，与晶体金属相比非晶态金属具在电磁、力学、化学等方面具备优良的性能，其耐磨与抗腐蚀性能优异，硬度与强度高、磁道性好、正被广泛应用于电子元器件、储备器皿制造、高功率器材和传感器件制造等领域［1］。第二，玻璃类非晶态物质材料应用，目前一番展出全新的特种玻璃制造与应用行业。第三，非晶态半导体材料应用领域，目前非晶态半导体材料已经广泛应用于太阳能电池制造、光盘制造、薄膜晶体管制造与传感器制造等领域。

2 非晶态物质的本质

首先，非晶态物质是一种新型结构物质，日常生活中许多常见物质都属于非晶态物质，如常见的类似于玻璃塑料等一些高分子聚合物的物质。非晶态物质近年来发展较快［2］，关于非晶态物质的本质，曾经一些科学家试图从非晶态物质发展的时间、非晶态物质结构、非晶态物质能量以及非晶态物质性能等方面进行阐述与定义，但单纯的从任何角度都不能全面的阐述非晶态物质的本质。从非晶态物质的能量上来看，非晶态物质较同成分物质的能量要高出许多，非晶态物质的自由能量也要比其他相同成分的晶态物体要高出很多，因此非晶态物质能量与结构都处于不稳定状态，与时间有着密切的联系，会随时间的变化而改变，同时也会随着外界温度和压强的变化发生相应的变化。由此可见非晶态物质与晶态物质相比来说处于亚稳态。

其次，按照非晶态物质的微观结构可以将其分成两类，（1）原子、粒子排列无序结构（2）原子、粒子排列有序结构。划分依据主要是根据微观上分子与原子的排列是否按照对称、平移的规则进行排列，如果按照此规则排列就属于有序排列，这类物质一般是晶态和准晶态物质，反之则属于原子、粒子无序结构排列，也就是非晶态物质。由此可见非晶态物质的内部结构首先是无序的，在电子显微镜的投射与X射线的衍射中呈现出弥散的晕环，不具备周期性的结构特点，这是非晶态物质的本质表现。

3 非晶态物质的特性

3.1 普遍存在性

非晶态物质的普遍存在性是非晶态物质的重要特性之一，因此非晶态物质在自然界与生活中普遍存在。由于非晶态物质种类繁多、物质形式丰富，如人们日常生活中常见的玻璃、沥青、塑料、橡胶等都属于非晶态物质中的玻璃态固体。同时一些软物质例如，胶体、液体、颗粒物质等也属于非晶态物质范畴，甚至宇宙星球中的一些行星，包括地球都属于非晶态物质［3］。目前非晶态物质问题涉及到更多的科学领域，因此解决非晶态物质问题对更多科学领域的发展都具有重要意义，例如非晶态物质中玻璃所涉及到的问题有关材料科学、食品加工领域、制药等多种领域，同时非晶态物质中的非晶合金存在的问题对一些固体模型体系具有重大影响，由此可见利用非晶态物质的普遍存在性，深入研究非晶态物质，不仅对非晶态领域的发展具有重要意义，还决定着各个科学领域的可持续发展。

3.2 其特征与时间密切相关

非晶态物质的特征变化与时间具有紧密的关系是非晶态物质的另一重要特性，非晶态物质具有弛豫与老化的特征，这些特征与时间有着重要的联系，由于非晶态物质的物理结构决定其老化与弛豫现象随时间的变化而变化，所以对非晶态物质的稳定性加以研究尤为重要。此外非晶态物质是由多种类型和多元化结构组建，非晶态物质的特点证明了它的复杂程度，这决定了对非晶态物质结构与性能的理论基础与实践研究都具有一定的难度，根据目前现有的非晶态物质分析与研究手段还不能很好的观察与研究非晶态物质的组织结构，还不具备建立非晶态物质中的原子、粒子等尺度上的化学关系以及物理关系，因此非晶态物质特征与时间变化的关系使非晶态物质结构在完善分析、研究中出现一定的困境，制约着非晶态物质的研究与应用发展，鉴于此，目前研究并改善时间对非晶态物质结构变化的关系成为非晶态物质研究的重要课题之一。

3.3 非晶物质原子结构复杂性

非晶态物质由于缺乏稳定性，其原子与粒子的排列结构无序不规则，因此，非晶态物质的原子结构具有一定的复杂性，晶体中的每一个原子细胞都是相同的，只有原子细胞中的局部环境不相同，而在非晶态物质中，由于原子和纳米结构以及动力学均不相同，区域间的差异较大，每个原子局域环境都不同，具有较多的晶体复合物与杂质，由此可见非晶体物质原子周边结构较晶体物质要复杂很多。

4 结语

综上所述非晶态物质的本质具有较抽象性，对非晶态物质本质的研究至今还是科学领域的重要课题，而对非晶他物质特性的分析，能够有效提高非晶态物质的研究发展效率，对有针对性的分析与研究非晶态物质存在的问题具有重要意义。

［1］汪卫华.非晶中“缺陷”——流变单元研究［J］.中国科学∶物理学力学 天文学，2014（04）.

［2］张黎楠，谌祺，柳林.Zr55Cu30Al10Ni5块体非晶合金在过冷液态区的流变行为及本构关系［J］.金属学报，2013（04）.

［3］张哲峰，伍复发，范吉堂，张辉.非晶合金材料的变形与断裂［J］.中国科学（G辑∶物理学 力学 天文学），2013（04）.