工程化学基础（2版）-浙江大学陈林根-第3章.ppt

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1,第三章物质的结构和材料的性质,工程化学基础,2,主要内容,物质的性质不仅与组成有关，而且还和结构有关。

物质的结构是分层次的，化学不讨论宏观物质组件的结构，而是讨论原子、分子等原子结合态单元粒子在空间如何排布，它们之间又以什么样的作用力相结合等问题。

本章主要介绍与原子和原子结合态单元结构的知识和观念，介绍宏观物体、介观粒子与微观粒子运动规律的本质区别；进一步理解金属材料、高分子材料、陶瓷材料和复合材料的性能、测试方法和应用。

3,3.1原子核外电子运动状态3.2元素周期律金属材料3.3化学键分子间力高分子材料3.4晶体缺陷陶瓷和复合材料,目录,4,3.1核外电子的运动状态,1.了解量子力学的创立，理解波粒二象性，认识理论的相对性。

2.了解波函数表达的意义，理解原子轨道、电子云的真实含义。

3.了解四个量子数的符号和表达的意义。

4.了解原子光谱分析法的原理和应用。

学习要求,5,一、波粒二象性是核外电子运动的基本特征,19世纪末的三大发现,X射线（1895年）放射性（1896年）和电子（1897年）,光子的波粒二象性爱因斯坦,1924年，德布罗意,物质波,6,图3-1电子衍射示意图,7,电子衍射示意图,电子束,电子衍射仪,8,表3.1粒子的德布罗依波长和半径,9,1926年薛定谔建立了著名的微观粒子（定态）波动方程，一般称薛定谔方程：

这是一个二阶偏微分方程，式中波函数是空间坐标x，y，z的函数，E是体系的总能量，V是势能，它和被研究粒子的具体处境有关，m是粒子的质量。

薛定谔方程,10,二、电子运动状态描述的三种方法,1.波函数和原子轨道,图3-2原子轨道的角度分布示意图,波函数是薛定谔方程的解，它是描述核外电子在空间出现的数学函数式，可分解为径向部分和角度部分。

11,r,D（r）,D（r）,D（r）,3d,3p,2p,3s,2s,1s,r,r,原子轨道的径向分布,图3-3原子轨道的径向分布示意图,12,2概率密度和电子云,图3-41s电子云的空间分布界面图,波函数绝对值的平方|2,图3-52p、3d电子云示意图,13,电子云是电子在空间运行的统计结果,玻恩的解释,14,冬瓜与原子结构之比较,15,在解薛定谔方程的过程中，为了保证解的合理性，自然引入三个参数n、l、m；它们分别被称做主量子数、角量子数和磁量子数。

主量子数n的重要意义：

决定电子能量高低的重要因素。

主量子数n,n的取值为1，2，3，正整数,在光谱学中常用大写字母K，L，M，N，O，P，Q表示n=1，2，3，4，5，6，7的电子层。

3.量子数,16,角量子数l,表征电子绕核运动的角动量的大小。

角量子数l的取值为：

0，1，2，3，（n-l）,光谱符号：

s、p、d、f,物理意义：

确定原子轨道或电子云的形状,电子亚层,17,磁量子数m,图3-4原子轨道的角度分布图,表征了原子轨道在空间的不同取向,磁量子数m确定了角动量在外磁场方向上的分量大小。

m可以取-l，-（l-1），0，1，（l-1），l共（2l+1），即（2l+1）个原子轨道。

18,三、关于电子的自旋,1921年史特恩（O.Stein）和盖拉赫（W.Gerlach）对银原子射线进行实验，结果发现，银原子射线在非均匀磁场作用下分裂为两条，两者的偏向是上下对称的。

如图所示。

史特恩盖拉赫实验,结果,原子束,S,N,19,1925年，两位不到25岁的荷兰学生乌仑贝克（G.E.Uhlenbeck）和古兹米特（S.Goudsmit）大胆地提出了电子自旋假设：

只能取+1/2或-1/2。

自旋磁量子数ms,（甲）,（乙）,图3-6电子自旋量子数正负示意图,20,1925年，两位不到25岁的荷兰学生乌仑贝克和古兹米特大胆地提出的电子自旋假设：

即电子不是点电荷，它除了轨道角动量外，还有自旋运动，它具有固有的自旋角动量S。

自旋角动量在z方向的分量只能有两个，即自旋量子数s（s=1/2）在z方向的分量只能取1/2，同时他们还进一步假设朗德（Lande）g因子为2。

自旋沿着与轨道角动量、分量Sz和s,z有关的磁场Bl旋进,l,电子,核,电子像地球一样既有公转又有自转,大学物理学（第二版），张三慧主编，清华大学出版社，（第五册）p.96,21,S：

自旋角动量；s：

自旋磁矩,（a）ms=1/2,（b）ms=1/2,电子自旋的经典矢量模型,大学物理学（第二版），张三慧主编，清华大学出版社，（第五册）p.96,22,1928年狄拉克（DiracP.A.M.）在相对论的基础上将薛定谔方程做了修改，得到的狄拉克方程，在求解过程中自然引进第四参数ms，问题才算暂时得到解决。

ms被称做自旋磁量子数，可以取两个数值：

+1/2或-1/2，习惯上用“”“”来表示。

由狄拉克理论还求出的电子gs因子数值也为2，正好与乌仑贝克古兹米特的假设相符。

自旋磁量子数ms,相对论量子力学还预示了正电子等反物质的存在。

1932年正电子的发现（1956年发现了反质子和反中子）进一步证明了相对论量子力学的正确性。

23,在量子力学中，有关公式的推导是在这一模型的基础上完成的；但是微观粒子运动的概率性又不允许有这样的模型存在，其次，由这个模型推导出来的电子表面因自旋而出现切向线速度会大的惊人，这是现有理论所无法解释的，也是实验没法证明的；尤其是最新的实验结果，它使人们对这一模型和有关理论产生了严重的怀疑。

逻辑上的悖论,24,这就是电子反常磁矩的发现。

库什弗利的实验结果很快就由施温格（J.Schwinger）给以出色的理论解释：

电子不是孤立的，电子本身带电产生的电磁场对电子本身也有作用，这种作用称为自能。

对自能的理论计算是靠量子电动力学完成的。

电子反常磁矩的发现暴露了狄拉克理论的缺陷。

1947年，库什（P.Kush）和弗利（H.M.Foley）用当时的新技术微波方法，仔细地测量了电子的gs因子，发现它与2有一点点偏差（实验精度达十万分之五）：

gs=2.002290.00008=2.00229（8）=2（1+0.00115（4）,新的研究成果,25,狄拉克本人在1972年的一次关于量子力学发展的会议上的闭幕词中还这样说到：

“在我看来，很显然，我们还没有量子力学的基本定律，我们现在正在使用的定律需要做重要的修改，只有这样，才能使我们具有相对论性的理论。

非常可能，从现在的量子力学到将来的相对论量子力学的修改，会像从玻尔轨道理论到目前的量子力学的那种修改一样剧烈。

当我们作出这样剧烈的修改之后，当然，我们用统计计算对理论作出物理解释的观念可能会被彻底地修改。

”,狄拉克的困惑,26,它与最新的理论计算值已非常接近。

电子的gs因子的精度不断提高促进了理论概念的不断深化和实验技术的不断进步。

目前电子gs因子的最新实验数据是,gs=2.0023193043860.000000000008，,27,总之，电子的自旋，其实一点也没有“自旋”的含义，我们最好称呼它为“内禀角动量”；它完全是微观粒子内部的属性，与运动状态毫无关系，它的性质与角动量有些类似，但不能用任何经典语言加以描述，它在经典物理中找不到对应物。

“自能”与“内禀角动量”,28,+,+,（a）质子内,（b）中子内,大学物理学（第二版）第三册，张三慧主编，清华大学出版社，p.4,质子内与中子内电荷分布图,29,图3-7能级跃迁示意图,释放能量,吸收能量,能级跃迁,四、能级跃迁和原子光谱分析,30,能级跃迁,氢原子光谱中各线系谱线产生示意图,赖曼系,巴尔末系,帕邢系,布喇开系,31,Na,H,Hg,Ne,32,电子发生跃迁时不论是吸收还是释放的能量，都是以电磁波的形式出现的，若以v代表吸收或释放的电磁波频率，代表不同能级间的能量差，则可求得：

或,式中h为普朗克常数，它的数值是6.631034Js1；c为光速，它的数值是3.0108ms1；为波长。

=hv,33,例3.1氢原子光谱中，一条谱线的波长=656.5nm，试求它的频率和与基态的能量差。

解：

=EE0=hv=6.6310344.571014J=3.0251019J,据,34,

（1）原子发射光谱法,分析原子发射光谱的特征频率,元素的定性分析,原子发射光谱又分为摄谱法和光电计数法,定量分析,分析原子发射光谱的强度,35,图3-8原子发射光谱示意图,电弧或火花,检测系统,36,澳大利亚（美国瓦里安技术中国有限公司）,1.波长范围：

175785nm波长连续覆盖，完全无断点2.RF发生器频率：

40.68MHz3.信号稳定性：

1%RSD4.杂散光：

2.0ppmAs5.完成EPA22个元素系列测定时间小于5分钟,ICP-OES电感耦合等离子原子发射光谱仪（全谱直读Vista系列，单道Liberty系列）,技术参数,原产地,37,

（2）原子吸收光谱法,用待测元素为灯丝，制成光源（灯泡）,特征谱线,有待测元素,共振吸收,定量分析的理论依据是朗伯定律,38,图3-9原子吸收光谱示意图,郎伯比耳定律LambertBeerlaw,39,澳大利亚（美国瓦里安技术中国有限公司）,1.波长范围：

185900nm2.氘灯背景校正，校正周期2ms，最大校正2.3Abs3.火焰法，5mg/L铜溶液，吸光度0.75A，RSD0.5%4.石墨炉检出限：

Pb，0.2g/L；,AA原子吸收光谱仪（SpectrAA系列）,原产地,技术参数,40,3.2元素周期律金属材料,学习要求,1.掌握核外电子排布原则及方法；掌握未成对电子数的确定及未成对电子存在的意义。

2.了解核外电子排布和元素周期律的关系，明确元素基本性质的周期性变化的规律。

3.明确耐腐蚀金属、耐高温金属等在周期表中的位置，了解合金的基本结构类型。

4.了解合金材料的结构、性能与应用；掌握固溶强化和d区碳（氮、硼）化合物熔点、硬度、稳定性变化规律及应用。

5.了解生命体内元素在周期表中的分布情况，明确微量元素的重要性。

41,遵循以下三个原则：

图3-10近似能级顺序图,一、多电子原子的电子排布,1s,2s,2p,5g,能量最低原理泡利（Pauli）不相容原理洪特（Hund）规则,总的排布结果是使该原子系统的能量最低。

42,能量最低原理,

（1）主量子数n：

角量子数相同时，n越大，原子轨道的能量越高：

1s2s3s4s,

（2）角量子数l：

n相同时，l越大，原子轨道的能量越高，即：

nfndnpns,43,一个原子轨道最多能容纳两个电子，而且这两个电子“自旋方向”必须相反，即两个电子在核周围出现必须相差（二分之一周期），这样才能保证它们间斥力最小。

泡利（Pauli）不相容原理,图3-11同一原子轨道中两个电子的排布,44,在同一能级内，电子尽可能分布在不同的能量相等的轨道中，且自旋方向相同，这叫洪特规则。

洪特规则,6C原子：

1s22s22p2,I,III,II,45,1s,4s,3p,3s,2p,2s,30Zn：

3d104s2,20Ca：

4s2,46,对于同一d或f亚层，当电子排布为全充满或半充满的状态时，能量较低。

能量最低原理的补充,如：

29号元素Cu：

是Ar3d104s1，而不是Ar3d94s2.24号元素Cr：

是Ar3d54s1，而不是Ar3d44s2.,47,1s,4s,3d,3p,3s,2p,2s,29，Cu，,24，Cr，,48,外层电子排布式与价电子,外层电子也叫价电子。

主族元素,11Na：

3s1,17Cl：

3s23p5,副族元素,24Cr：

3d54s1,4s1,58Ce：

4f15d16s2,6s2或5d16s2,49,离子的外层电子排布式,原子失去电子的顺序是按原子核外电子排布式从外层到内层顺序。

例如：

26Fe3+：

1s22s22p63s23p63d5,3d5,3s23p63d5,50,未成对电子数,如果有未成对电子，那么它不仅有较高的化学活性，还一定有磁性。

例如,17Cl：

3s23p5,未成对电子数是1,24Cr：

3d54s1,6,24Cr3+：

3s23p63d3,3,51,0K,+0K,T0,T0,e,a,b,c,c,d,+N0B,N0B,a,b,c,d,e,N0B,+N0B,大学物理学（第二版）第二册，张三慧主编，清华大学出版社，p.212,自旋系统的S，T随E变化的情况,52,（a）,（b）,（d）,（e）,（c）,大学物理学（第二版）第二册，张三慧主编，清华大学出版社，p.211,自旋系统在外磁场中的磁矩取向随能量变化的情况,53,前36号元素的电子排布,54,*钻穿效应：

s轨道电子云出现在较内层空间（参照径向分布图）从而受到核电荷的有效吸引而降低能量的现象。

*屏蔽效应：

由于内层的s电子距核较近而有效地减弱了核电荷对外层电子的相互作用的现象。

s电子对同层的d、f轨道电子也有屏蔽效应。

屏蔽效应和钻穿效应的协同作用，使得4s/5s轨道的能量低于3d/4d轨道，6s/7s轨道的能量低于4f/5f轨道。

这一现象也称为能级交错现象。

55,r,D（r）,D（r）,D（r）,3d,3p,2p,3s,2s,1s,r,r,图3-3原子轨道的径向分布示意图,56,二、元素周期律,原子核外电子分布的周期性是元素周期律的基础。

1.原子结构与元素周期律,元素周期表是周期律的表现形式,57,58,表3.1周期表各分区的名称、外层电子组态及元素性质变化特征,59,2.元素基本性质的周期性,原子半径、电离能、电子亲核能、电负性、氧化值等，呈现明显的周期性。

（1）原子半径,一般来说，范德华半径金属半径共价半径,在讨论原子半径的变化规律时，实际上使用了上述三种原子半径。

范德华半径,金属半径,共价半径,60,表3.3元素的原子半径（单位为nm）,

（1）原子半径,61,简单气体分子模型,62,使镧系后面的过渡元素铪（Hf）、钽（Ta）、钨（W）的原子半径与其同族相应的锆（Zr）、铌（Nb）、钼（Mo）的原子半径极为接近，造成Zr和Hf、Nb和Ta、Mo和W的性质十分相似，在自然界往往共生，分离十分困难。

镧系收缩,主族元素,逐渐变小,副族元素,减幅是0.004nm左右,f区元素,减幅平均不到0.001nm。

镧系收缩的结果,63,镧系收缩的解释,注：

书中后两个公式是错的,64,

（2）电离能和电子亲和能,从气态原子失去1个电子成为+1价阳离子时所吸收的能量，称为第一电离能I1，常用单位kJmol1。

气态原子获得1个电子成为1价阴离子时所放出的能量。

电子亲和能的数据不全，规律性不强。

电离能,电子亲和能,65,有效核电荷（Z）,Z=Z,Z为核电荷；为屏蔽常数,同层电子：

=0.35（n=1时为0.30）内一层电子：

=0.85再内二层电子：

=1.00,Z=26（101.00+140.85+10.35）=3.75,例如,35Br,Z=35（101.00+180.85+60.35）=7.60,26Fe,66,（3）电负性,1932年，美国化学家鲍林（L.Pauling）,一个原子的电负性越大，表明原子在分子中吸引电子的能力越强；电负性越小，表明原子在分子中吸引电子的能力越小。

67,表3.4周期表中的一些元素的电负性,68,（4）氧化值,变价元素中，下划线的较稳定,69,三、金属键和金属材料,112种化学元素,金属元素90种,非金属元素22种,70,金属元素在周期表中的位置,71,1.金属键和金属通性,自由电子,金属键,改性共价键,一种特殊的离域共价键,没有方向性和饱和性,相似的物理性质：

良好的导电性、导热性，金属光泽、不透明，延展性等等。

72,2.金属材料,金属固溶体型金属间化合物型简单机械混合型,钢铁材料非铁金属材料金属功能材料新型的金属间化合物材料金属基复合材料,分类,合金的结构,73,

（1）金属固溶体,置换固溶体,溶质原子半径较小时（r溶质/r溶剂0.59）,溶质元素与溶剂元素在原子半径、电负性以及晶格类型等方面都相近时,V、Cr、Mn、Ni、CoFe,ZnCu,间隙固溶体,如H、B、C、N等,74,（c）间隙固溶体的晶格,图3-13纯金属和固溶体的晶格中原子分布示意图,（a）纯金属的晶格,（b）置换固溶体的晶格,75,图3-14形成固溶体时晶格畸变示意图,当溶质元素溶入溶剂元素后，能使原来的晶格发生畸变，它们将阻碍材料因外力而引起的形变，因而使固溶体的强度提高，但其延展性和导电性将会下降。

这种现象称为固溶强化。

固溶强化对改善金属材料的性能具有重大意义。

固溶强化,76,

（2）金属间化合物,又称：

金属互化物、金属化合物,种类,金属元素与金属元素,金属元素与非金属元素,Mg2Pb、CuZn,硼化物、碳化物和氮化物,高强度、高熔点、高稳定性等。

77,表3.5第一过渡系元素硼化物、碳化物和氮化物的显微硬度和熔点,78,红硬性,在较高温度下仍能保持高硬度和高的耐磨性，这俗称红硬性。

加入W、Mo、V、Cr等，使之与C形成碳化物，即使在高速切削升温至500600的情况下，仍能保持切削能力。

碳素工具钢：

硬度差，刃部受热至200250时，硬度急剧下降，500时已降低到完全丧失切削磨的能力。

79,（3）混合物合金,混合物合金是两种或多种金属在熔融状态时可以完全或部分互溶，但在凝固时各组分又分别结晶出来，成为机械混合物。

混合物合金的熔点、导电、导热等性质是其组分金属的平均性质。

例如：

焊接用的SnPb合金,80,3.重要的合金材料,

（1）超高强度结构钢,超高强度钢一般指抗屈服强度大于1380MPa，同时兼有韧性的钢。

超高强度钢用于飞机的结构材料、火箭发动机外壳、飞机机身骨架和着陆部件以及高压容器和常规武器的某些方面。

超高强度钢可以分为低合金、中合金和高合金超高强度结构钢三类。

81,表3.6部分超高强度结构钢的力学性能,82,

（2）耐热合金,现代镍钴合金能耐1200，用于喷气发动机和燃气轮机的构件。

镍铬铁非磁性耐热合金在1200时仍具有高强度、韧性好的特点，可用于航天飞机的部件和原子核反应堆的控制棒等。

寻找耐高温、耐腐蚀、高强度、长寿命等要求的合金材料，仍是今后材料研究的重要方向之一。

耐热合金主要是第VVII副族元素和VIII族高熔点元素形成的合金。

应用最多的有铁基、镍基和钴基合金。

它们广泛地用来制造涡轮发动机、各种燃气轮机热端部件，涡轮工作叶片、涡轮盘、燃烧室等。

83,（3）铝合金,铝是一种轻金属，密度为2.70gcm3，它具有良好的导电（导电性仅次于银、铜）、导热性能，易钝化，在空气中稳定；但强度、硬度和耐磨性能较差，如果在铝中加入如Mg、Cu、Zn、Mn、Si、Li，并辅加微量元素Ti、V、B、Ni、Cr和稀土元素等形成合金，就可大大提高其硬度和耐磨性等。

如常见的Al-Cu-Mg-Mn合金称为硬铝，Al-Cu-Mg-Zn合金称为超硬铝（其强度远高于钢）。

这些铝合金相对密度小、强度高、易成型，广泛用于飞机制造业。

一架现代化超音速飞机，铝及合金占总质量的7080%，美国阿波罗11号宇宙飞船，铝及合金占所使用金属材料的75%。

84,（4）钛合金,钛是银白色金属，外观似钢。

钛的熔点比铁和镍都高，属难熔稀有金属，是一种很好的热强合金材料。

钛的优良性能是密度小，强度高，韧性比铁强得多，而且耐蚀性好，塑性也很好。

向钛中加入V、Mo、Nb、Cr、Cu、Al、Mn和Zr等金属元素，即可制得性能各异的钛合金。

钛合金具有密度小、强度高、无磁性、耐高温、抗腐蚀等优点，是制造飞机、火箭发动机、人造卫星外壳和宇宙飞船船舱等重要结构材料；如老牌钛合金Ti-6Al-4V等。

钛合金不仅可以做太空材料，而且还可做海洋中潜艇的材料，也可以做医用材料。

因此金属钛享有“空间金属”、“未来的金属”、“亲生物金属”等称号。

85,X-38飞机,86,X-43高超音速飞机效果图,中国公众科技网：

2001-08-22,会呼吸的高超音速飞机,87,冲压式喷气发动机的工作原理是通过飞机自身在前进过程中产生的压缩空气燃烧燃料（普通喷气式发动机是由风扇叶片压缩空气）。

冲压式喷气发动机的推进速度约在25马赫。

超音速燃烧冲压式喷气发动机的推进速度约在510马赫，其工作原理是空气流以超音速通过冲压式喷气发动机。

美国人设计这种高超音速飞机的目的很简单，用于军事，要知道，这样的高速轰炸机将使空军能在数小时之内对世界任何地点的目标实施打击。

花费大量资金把轰炸机、作战人员和武器运送到外国基地将成为历史，还省去了应变时间及在海外驻军带来的外交问题。

中国公众科技网：

2001-08-22,88,03年5月中旬，美国宇航局试验了新型X-43A飞机。

该飞机机长4米，形如冲浪板，无人驾驶，设计时速为1,15万公里。

X-43A飞机将有可能打破由X-15飞机于1967年10月创下的6.7M的世界记录。

X-15飞机由火箭做动力，携带燃料和氧化剂。

而X-43A属吸气型，它携带氢燃料，飞行时吸入大量氧气以支持燃烧。

X-43A飞机,89,（5）低熔合金,低熔合金属金属功能材料，常用的低熔金属及其合金元素有碱金属元素和IIB族右下方三角区内的金属，如Cd、Hg、Sn、Pb和Bi等。

铋的某些合金的熔点在100以下，例如，由Bi、Pb、Sn、Cd（质量分数为50%:

25%:

13%:

12%）组成的所谓伍德（Wood）合金，俗称“保险丝”，其熔点仅为71，广泛应用于供电装置、锅炉安全装置等。

90,汞在室温时呈液态，而且在0200时的体积膨胀系数很均匀，又不浸润玻璃，因此常用做温度计、气压计中的液柱。

也可以用汞做成导电表，用于恒温控制。

汞几乎可与所有金属（除铁和铂）形成合金，汞的合金叫做汞齐。

古代工匠就是用金的汞齐、银的汞齐（均为液态）给工艺品镀金的，这种工艺俗称“鎏金”。

因为在刷涂过程中以及除汞过程中（通过加热挥发）难免有汞逸出，所以这种工艺对环境以及工匠的身体健康都是极其有害的，,汞和“鎏金”,91,这件铜尊呈筒形，熊形足，盖上有环和三飞鸟，器底嵌银铭文，四身鎏金，虽磨落很多，却仍显示了汉代铜器制作中发达的鎏金工艺。

鎏金是古代金属器物的镀金方法。

起始于战国时期，西汉时更加兴盛。

金不易氧化，且具有良好的防腐作用，因此被用于金属器物表面加工。

两汉时期西汉盛酒器高14.6cm、口径19.7cm、底径19.3cm。

鎏金鸟兽纹铜尊,92,（6）形状记忆合金,形状记忆合金也是一类金属功能材料。

形状记忆合金有一个特殊转变温度，在转变温度以下，金属晶体结构处于一种不稳定结构状态；在转变温度（用Tc表示）以上，金属结构是一种稳定结构状态。

一旦把它加热到Tc以上，不稳定结构就转变成稳定结构，合金就恢复了原来的形状。

即合金好像“记得”原先所具有的形状，故称这类合金为形状记忆合金。

例如Ti50Ni（Tc=60）、Ti51Ni（Tc=30）等。

93,（b）马氏体（低温）,（a）奥氏体（高温）,奥氏体和马氏体结构,94,三种形状记忆效应示意图,Ti-Ni合金铜基合金铁基合金,95,由于有这种特殊性能，形状记忆合金在宇航、自动控制、医疗等多种领域已得到广泛应用。

例如卫星的天线、太阳能帆板的支架等，机械装置中的某些紧固件等。

总之形状记忆合金具有传感和驱动的双重功能，因此人们把这种材料也叫做“智能材料”。

智能材料,96,（g）非晶态合金,非晶态合金是20世纪60年代出现的新材料。

熔融状态的合金缓慢冷却得到的是晶态合金，因为从熔融的液态到晶态需要时间使原子排列有序化。

如果将熔融状态的合金以极快的速度冷却（通常冷却速度高达1.0108Ks1）将其凝固，不给原子有序化排列的时间，瞬时冻结后其内部原子仍然保持着液态时的那种基本无序的状态。

人们称这种合金为非晶态合金，也叫做金属玻璃。

97,