纳米材料的制备方法Word格式.docx
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两者不同处在于单晶是各向异性的，多晶则是各向同性的。
在摄取多晶衍射图或进行衍射计数时，多晶样亦有其特色。
纳米材料是指在三维空间中至少有一维处于纳米尺度范围（1-100nm）或由它们作为基本单元构成的材料。
纳米材料的结构形态有多种，最基本的有纳米点、纳米颗粒、纳米棒、纳米线和纳米片等……纳米材料在较小的尺寸上可以是非晶也可以是多晶或者单晶。
这些不同的形态往往具有不同的性质。
2.非晶体、晶体和纳米材料的区别
物质的存在状态一般有三种情况：
固态、液态和气态。
固体又分为两种存在形式：
晶体和非晶体。
所谓晶体就是指物质在熔化和凝固过程中，固态和液态并存时，温度保持不变，这类物质叫做晶体。
例：
海波、萘、石英、云母、明矾、食盐、硫酸铜、糖、味精、水晶、钻石、冰、干冰、霜、雪、冰雹、雪糕、各种金属。
而非晶体是指物质在熔化和凝固过程中，其温度不断的变化，没有固定的熔点和凝固点。
玻璃、蜡、松香、沥青、橡胶、塑料、布。
（1）从外形上观察：
晶体都有自己独特的、呈对称性的形状。
如食盐呈立方体；
冰呈六角棱柱体；
明矾呈八面体等。
非晶体的外形则是不规则的。
如沥青、玻璃、松香、石蜡等。
（2）从温度上测量：
晶体在熔化（或凝固）过程中温度保持不变,即有确定的熔点（或凝固点）。
如冰（或水）的熔点（或凝固点）是0℃、海波的熔点（或凝固点）是48℃。
非晶体在熔化（或凝固）过程中温度持续上升（或下降）,没有确定的熔点（或凝固点）。
在给物质加热过程中，我们可以借助实验温度计，在物质熔化时，测量其温度是否发生变化，如果温度不变的就是晶体，温度上升的就是非晶体。
（3）从物质的状态上观察：
晶体在熔化（或凝固）过程中呈固液共存态。
如冰熔化时，先是有一部分冰化成水，然后，随着熔化的进行，冰越来越少，水越来越多，只到最后冰全部化成水。
非晶体在熔化（或凝固）过程中先是整体变软（或变硬）,然后流动性越来越大（或越小）,最后变成液态（或固态）。
如我们看到的蜡烛点燃时就是这样，靠近火焰的地方先变软再变成液态的蜡油。
不像冰熔化时，尽管有一部分冰已经化成了水，而其它部分的冰仍然是很坚硬的固体。
（4）从图像上看：
根据晶体熔化（或凝固）时的温度不变这一特征，所以在晶体熔化和凝固图像上就表现为在它的变化曲线有一段是平滑的或者说是有一段图像曲线是与时间轴是平行的。
而非晶体熔化
（或凝固）时的温度变化曲线中则没有这一段。
纳米材料在小尺寸上可能是晶体或非晶体，但是，由于它的尺寸已经接近电子的相干长度，它的性质因为强相干所带来的自组织使得性质发生很大变化。
并且，其尺度已接近光的波长，加上其具有大表面的特殊效应，因此其所表现的特性，例如熔点、磁性、光学、导热、导电特性等等，往往不同于该物质在整体状态时所表现的性质。
当人们将宏观物体细分成超微颗粒（纳米级）后，它将显示出许多奇异的特性，即它的光学、热学、电学、磁学、力学以及化学方面的性质和大块固体时相比将会有显著的不同。
3.非晶体与纳米材料制备方法的异同点
3.1非晶体的制备方法：
玻璃、蜡、松香、沥青、橡胶、塑料、布等是较为常见的非晶体材料，其制备较为简单。
而且部分材料为天然的非晶体材料。
非晶态合金不具备长程原子有序，也叫玻璃态合金，是新型材料研究的热点之一。
非晶合金具有优异的力学性能（高的强度、硬度等），耐腐蚀性能,软、硬磁性能以及储氢性能等，在机械、通讯、航空航天、汽车工业乃至国防军事上都具有广泛的应用潜力。
因此，开发块体非晶合金成为这类材料实用化的重点。
基于非晶体合金的重要性，本文将重点介绍非晶体合金的制备方法。
3.1.1熔体急冷法
急冷法是最早的制备非晶的方法,其原理是力求增大合金样品比表面积，并设法减小熔体与冷却介质的界面热阻以期达到高的冷却速率。
雾化法和单辊法是最为常用的两种方法。
雾化法主要用来制取非晶态和晶态粉材。
其原理是通过高速气体流冲击金属液流使其分散为微小液滴,从而实现快速凝固。
这种方法设备简单，操作方便，易于产业化生产。
单辊法是利用快速旋转的铜辊，将喷敷其上的液态金属经快速凝固后甩离辊面，形成厚度约几到几十微米的非晶及微晶带材。
该法可以获得106K/s的冷却速率，是常用方法之一。
3.1.2深过冷
深过冷是指通过避免或消除异质晶核并抑制均质形核，使液态金属获得在常规凝固条件下难以达到的过冷度。
早在20世纪50年代初，Turnbull研究了形核过程，发现一些金属过冷度最大可达（0.18～0.2）Tm。
最近发现，液态金属过冷度可以远远超过0.2Tm。
Tun-bull及合作者于1982年首次在1～1.4K/s的慢速冷却条件下成功地制备出厚度达10mm的Pd40Ni40P20金属玻璃。
最近，邢力谦等研制出0.4～0.6mm厚更具有工程应用价值的非晶Ni-B-Si和Ni-Nb合金。
3.1.3铜模铸造法
该法是目前制备大块非晶合金最常用的方法。
传统的铜模铸造是将金属液直接浇注到金属型（铜模）中使其快速冷却获得BMG,金属型冷却方式分为水冷和无水冷两种。
浇注方式有压差铸造、真空吸铸和挤压铸造等。
试块的形状则可以是楔形、阶梯形、圆柱形或片状等。
楔形铜模可在单个铸锭中得到不同的冷速，组织分析对比性强，通过非晶合金的临界厚度可以度量合金的玻璃形成能力。
3.1.4熔体水淬法
熔体水淬法属于直接凝固的一种，水淬法通常与熔融玻璃包覆合金法结合使用。
常用的包覆剂为B2O3，它既是吸附剂，吸附熔体内的杂质颗粒，又是包覆剂，隔离合金熔体，避免其与冷却器壁直接接触而诱发非均匀形核。
通过对金属熔体进行水淬就可以得到非晶态合金棒材或丝材。
这种方法对与石英管壁有强烈反应的合金不适用。
由于水的比热比铜高，导热性不如铜，因此，冷却效率比铜模要差。
3.1.5抑制形核法
避免非均质形核的措施有以下几种:
（1）减少污染，提高合金元素纯度。
（2）选用与晶核的晶体结构和点阵常数差别大的冷却模材料。
（3）为获得尽可能快的冷却速率,优先选择高热导率的冷却模。
（4）在惰性气体中熔炼和冷却。
常用的抑制形核技术有落管技术、熔融玻璃净化技术、磁悬浮和静电悬浮及超声悬浮技术等。
这种方法由于熔体在凝固过程中不与容器接触或软接触,从而消除了异质形核，有利于玻璃态结构的形成。
3.1.6粉末冶金技术
利用非晶态固体在过冷液相区ΔTx内有效粘度大幅度下降的特性，施加一定的压力使材料发生均匀流变，从而复合为块体。
用粉末冶金制备出的大块非晶合金，不仅要满足密实，而且要避免晶化。
所制设备的块体材料在纯度、致密度、尺寸和成形等方面受到很大限制。
3.1.7自蔓延反应合成法
王存山等人选取锆、铝、镍、铜元素粉末作为合成材料，按一定的配比混制成粉末混合体。
将混合粉末压制成粉末压坯，将压坯置于充氩气的反应容器内，采用连续CO2激光器在压坯一端点火，引发自蔓延反应。
该法是制备非晶态复合材料的可行的方法，优点是产品近净成型，容易进入实用化和工业化生产。
3.1.8定向凝固铸造法
采用这种方法要控制定向凝固速率和固/液界面前沿液相温度梯度，而定向凝固所能达到的理论冷却速度可通过这两个参数乘积估算，这种方法适于制作截面积不大但比较长的样品。
3.2纳米材料的制备方法：
3.2.1气相法
气相法是将高温的蒸汽在冷阱中冷凝或在衬底上沉积和生长低维纳米材料的方法。
气相法主要包括物理气相沉积（PVD）和化学气相沉积（CVD），在某些情况下使用其他热源获得气源，如电阻加热法，高频感应电流加热法，混合等离子加热法，通电加热蒸发法。
3.2.1.1物理气相沉积（PVD）
在PVD过程中没有化学反应产生，其主要过程是固体材料的蒸发和蒸发蒸气的冷凝或沉积。
采用PVD可制备出高质量的纳米材料粉体。
PVD可分为制备出高质量的纳米粉体。
PVD可分为蒸气-冷凝法和溅射法。
（1）蒸气-冷凝法
此种制备方法是在低压的Ar、He等惰性气体中加热物质（如金属等），使其蒸发汽化,然后在气体介质中冷凝后形成5-100nm的纳米微粒。
通过在纯净的惰性气体中的蒸发和冷凝过程获得较干净的纳米粉体。
此方法制备的颗粒表面清洁，颗粒度整齐，生长条件易于控制，但是粒径分布范围狭窄。
如下图，它是一种真空蒸发镀膜装置，其原理是在真空加热下，原子蒸发沉积到基底上。
图1：
真空蒸发镀膜机理图
（2）溅射法
用两块金属板分别作为阳极和阴极，阴极为蒸发用的材料，在两电极间充入Ar气（40～250Pa），两电极间施加的电压范围为0.3～1.5kv。
由于两极间的辉光放电使Ar离子形成，在电场的作用下Ar离子冲击阴极靶材表面，使靶材原产从其表面蒸发出来形成超微粒子。
并在附着面上沉积下来。
用溅射法制备纳米微粒有许多优点:
可制备多种纳米金属，包括高熔点和低熔点金属。
常规的热蒸发法只能适用于低熔点金属；
能制备多组元的化合物纳米微粒，如A152Ti48、Cu91Mn9及ZrO2等；
通过加大被溅射的阴极表面可提高纳米微粒的获得量。
下图，图2是磁控溅射法的基本原理，高电压下，氩原子轰击靶材，靶材原子便镀膜到基片上。
图2：
磁控溅射法的基本原理
3.2.1.2化学气相沉积（CVD）
该方法是在一个加热的衬底上,通过一种或几种气态元素或化合物产生的化学元素反应形成纳米材料的过程,具有均匀性好,可对整个基体进行沉积等优点。
其缺点是衬底温度高。
随着其它相关技术的发展,由此衍生出来的许多新技术,如分子束外延（MBE）、金属有机化合物气相沉积（MOCVD）、化学束外延（CBE）、激光诱导化学气相沉积（PICVD）。
下图，图3是化学气相沉积的原理。
图3：
化学气相沉积的原理
（1）分子束外延（MBE）
在超高真空系统中相对地放置衬底和几个分子束源炉，将组成化合物的各种元素和掺杂元素等分别放入不同的炉源内，加热炉源使它们以一定的速度和束流强度比喷射到加热的衬底表面上，在表面互相进行晶体的外延生长。
该法可制备出不同的超晶格材料，外延表面和界面可达分子级的平整度。
结合适当的掩膜、激光诱导技术，还可实现3维图形结构的外延生长。
但MBE生长速度较低，一般为0.1~1um/h。
（2）金属有机化合物气相沉积（MOCVD）
MOCVD是用H2将金属有机化合物蒸气和气态的非金属氢化物经过开关网络送入反应室中加热的衬底上，通过加热分解在衬底表面生长出来外延层的技术。
此方法的优点是采用气态源，生长速率比MBE快得多，有利于大面积超薄层、超晶格等材料的批量生产。
不足在于平整度及厚度不好控制，且所用气体源有毒、易燃，使用中必须中必须注意安全。
（3）化学束外延（CBE）
CBE是在MBE设备上使用气态源取代固态源，兼有MBE和MOCVD的优点，还可生长出MBE难以控制生长的，但又十分重要的磷化物超晶格材料，能消除MBE材料中经常出现的由Ga源引起的椭圆形缺陷，均匀性好。
3.2.1.3电阻加热法
欲蒸发的物质（如金属、CaF2、NaCl、FeF2等离子化合物、过渡族金属氮化物及氧化物等）置于坩埚内。
通过钨电阻加热器或石墨加热器等加热装置逐渐加热蒸发，产生元物质烟雾，由于惰性气体的对流，烟雾向上移动，并接近充液氮的冷却棒（冷阱,77K），在接近冷却棒的过程中，元物质蒸汽首先形成原子簇．然后形成单个纳米微粒。
最后在冷却棒表面上积聚起来，用聚四氛乙烯刮刀刮下并收集起来获得纳米粉。
该方法加热方式简单，工作温度受坩埚材料的限制,还可能与坩埚反应。
所以一般用来制备Al、Cu、Au等低熔点金属的纳米粒子。
3.2.1.4高频感应电流加热法
该法以高频感应线圈为热源,使坩埚内的导电物质在涡流作用下加热，在低压惰性气体中蒸发,蒸发后的原子与惰性气体原子碰撞冷却凝聚成纳米颗粒。
由于采用坩埚，所以一般也只是制备低熔点金属的低熔点物质。
3.2.1.5混合等离子加热法
此制备方法是采用RF（射频）等离子与DC直流等离子组合的混合方式来获得纳米粒子,由中心石英管外的感应线圈产生高频磁场（几MHz）将气体电离产生RF等离子体．内载气携带的原料经等离子体加热、反应生成纳米粒子并附着在冷却壁上。
DC（直流）等离子电弧束来防止RF等离子弧所受干扰，故此称为‘混合等离子”法。
制备的钠米粉末的纯度较高。
3.2.1.6通电加热蒸发法
此法是通过碳棒与金属相接触，通电加热使金属熔化．金属与高温碳棒反应并蒸发形成碳化物超微粒子。
这是实验室制备纳米碳化物常用技术。
优点是可控制惰性气体种类或蒸气压得到不同颗粒度的粒子。
不足是对于高熔点金属（Hf、Ta、W、Mo、Nb等）只能得到非晶纳米。
3.2.2液相法
液相法是以均匀的溶液相为出发点，通过各种途径是溶液和溶剂分离，溶质形成一定形状和大小的颗粒或所需材料的前驱体，再通过干燥或热分解后得到纳米颗粒，该法主要用于氧化物纳米材料的制备。
常用的液相法包括沉淀法，水热法，微乳液法，喷雾法和溶胶-凝胶法。
3.2.2.1沉淀法
在一种或多种离子的可溶性盐溶液，加入沉淀剂（OH-,CO32-,C2O42-等），形成不溶性氢氧化物、碳酸盐、草酸盐等沉淀物，然后将沉淀物过滤，洗涤，烘干及焙烧，即可得氧化物粉体。
该法简单易行，但是纯度低，颗粒半径大。
共沉淀法还可分为单相共沉淀法（形成单一化合物沉淀）、混合物共沉淀法（形成2种以上化合物沉淀）和均相沉淀法（均匀，缓慢地沉淀）。
3.2.2.2水热法
水热法是通过高温高压在水溶液或蒸汽等流体中合成物质,再经分离和热处理得到纳米微粒。
水热条件下离子反应和水解反应可以得到加速和促进,使一些在常温下反应速度很慢的热力学反应,在水热条件下可以实现快速反应。
依据反应类型不同分为:
水热氧化、还原、沉淀、合成、水解、结晶等。
该法制得的纳米粒子纯度高、分散性好、晶形好且大小可控。
下图4为水热斧和钢瓶，在温度高于100度后，水热斧能产生高温高压环境容易合成纳米级的粒子或阵列。
图5为水热法合成的碳球，葡萄糖在空气中，200摄氏度以下是不能被碳化的。
但是采用水热法，可以形成高温高压的环境可以使葡萄糖在150摄氏度就可以碳化形成多孔疏松的碳球。
图6是采用水热法，以氢氧化钠作为溶剂合成的二氧化钛纳米片，在高温高压的环境，钛金属板可以和氢氧化钠反应，经过煅烧后就可以制备二氧化钛纳米片。
图7反应的是水热时间对二氧化锰形貌的影响，反应时间越长，高锰酸钾分解得到的二氧化锰越多，二氧化锰片层也就越厚。
因此，可见水热条件受温度、时间、溶剂等影响较大。
图4：
水热斧和钢瓶
图5：
水热法合成碳球[1]
图6：
水热法合成的二氧化钛纳米片（a）和二氧化钛纳米片@三氧化二铁棒的形貌（b）[2]
图7：
控制不同水热时间可以在二氧化钛纳米管上合成不同层厚的二氧化锰纳米片[3]
3.2.2.3微乳液法
该方法是利用两种互不相溶的溶剂在表面活性剂的作用下形成一个均匀的乳液，从乳液中析出固相。
这样可使成核、生长、聚结、团聚等过程局限在一个微小的球形液滴内，从而可形成球形颗粒，并避免颗粒间进一步团聚。
微乳液制备纳米粒子是近年发展起来的新兴的研究领域,具有制得的粒子粒径小、粒径接近于单分散体系等优点。
3.2.2.4喷雾法
喷雾法是将溶液通过各种物理手段进行雾化获得纳米粒子的一种化学与物理相结合的方法。
它的基本过程包括溶液的制备、喷雾、干燥、收集和热处理，其特点是颗粒分布比较均匀，具体的尺寸范围取决于制备工艺和喷雾的方法。
喷雾法可根据雾化和凝聚过程分为喷雾干燥法、雾化水解法和雾化焙烧法。
3.2.2.5溶胶-凝胶法
溶胶—凝胶法是用易水解的金属化合物（无机盐或金属盐）在某种溶剂中与水发生反应,经过水解与缩聚过程逐渐凝胶化,再经干燥、烧结等后处理得到所需的材料,其基本反应有水解反应和聚合反应,它可在低温下制备纯度高、粒径分布均匀、化学活性高的单、多组份混合物（分子级混合）,并可制备传统方法不能或难以制备的产物。
下图，图8为应用溶胶凝胶法制备的钛酸锂。
可见其粒径分布较均匀。
图8：
凝胶法制备的钛酸锂
3.2.2.6电阻丝加热法：
利用电阻丝加热可以形成高温环境使金属甚至金属氧化物熔化，再经冷却便可制备一些传统材料或纳米材料。
下图，图3是区熔法制备单晶硅的方法。
这就是一种电阻加热的方法，其中电阻加热部分可以移动，随着电阻丝的移动，多晶硅融化后即可形成单晶硅。
图9：
区熔法制备单晶硅
3.2.3固相法
固相法合成与制备纳米材料是固体材料在不发生熔化、气化的情况下使原始晶体细化或反应生成纳米晶体的过程。
目前，发展出的固相法主要有高能球磨法、固相反应法、大塑性变形法、非晶晶化法及表面纳米化等方法。
3.2.3.1高能球磨法
1988年，日本京都大学首光采用高能球磨法制备A1一Fe纳米晶材料，是将粗粉体和硬球（钢球、陶瓷球、或玛瑙球）按比例放进球磨机的密封容器内,利用球磨机的转动或振动，使硬球对原料进行强烈的撞击、研磨和搅拌，把金属或合金粉末粉碎为纳米级微粒的方法。
下图，图10是球磨法制备的氧化钙纳米颗粒。
球磨法适合工业化生产，制备起来简单有效。
但很难制备出形貌均匀的纳米颗粒。
图10：
球磨法制备氧化钙纳米颗粒[4]
3.2.3.2固相反应法
固相反应法是指由一种或一种以上的固相物质在热能、电能或机械能的作用下发生合成或分解而生成纳米材料的方法。
固相反应法的典型应用是将金属盐或金属氧化物按一定比例充分混合，研磨后进行煅烧，通过发生合成反应直接制得超微粉或再次粉碎制得纳米粉。
固相法的设备简单，但是生成的粉容易结团，常需要二次粉碎。
3.2.3.3大塑性变形法
俄罗斯科学家R.Z.Valiev1988年首先报道了利用大塑性变形法获得纳米和亚微米结构的金属和合金。
在大塑性变形过程中，材料产生剧烈塑性变形，导致位错增殖、运动、湮灭、重排等一系列过程，晶粒不断细化达到纳米量级。
此种方法的优点是可以生产出尺寸较大的样品（如板、棒等），而且样品中不含有孔隙类缺陷，晶界洁净。
不足之处一是样品中含有较大的残余应力，适用范围受到材料变形难易程度的限制；
另一是晶粒尺寸稍大，一般为100～22nm。
3.2.3.4非晶晶化法
非晶晶化法是采用快速凝固法将液态金属制备非晶条带,再将非晶条带经过热处理使其晶化获得纳米晶条带的方法。
由非晶晶化法制备的纳米晶体材料晶界清洁，无任何污染，样品中不含微空隙。
非晶晶化法必须首先获得非晶态材料，因而局限在那些化学成分上能形成非晶结构的材料，且大多数只能获得条带状或粉末状样品，很难获得大尺寸块状材料。
3.2.3.5表面纳米化
由于实际应用中材料失效大多数发生在材料的表面，所以材料表面结构和性能的优化能够大大提高材料的整体性，为此，卢柯等人提出了金属材料表面纳米的新概念，将材料的表层晶粒细化至纳米量级而基体仍然保持原粗晶状态，这样不仅能大幅度提高材料的表面性能（如表面强硬度，耐磨性等），而且表层的纳米组织可以显著提高其化学反应活性，使表面化学处理温度下降。
4.非晶体与纳米材料应用上的异同点
4.1非晶材料的应用
4.1.1非晶半导体材料
未来的社会属于信息化社会，信息化社会离不开各种微电子器件。
目前，各种电子器大都是以单晶半导体特别是硅单晶体作为基片，在基片上制作各种器件。
但是，使用单晶硅有两个缺点：
一是从硅单生长到晶片的切、磨、抛光直至制成器件，工艺过程复杂，材料损耗大；
而是硅单晶锭的直径受到限制，目前晶片直径都在150mm以下，因此制成大面积器件有—定的困难。
而非晶半导体材料恰恰解决了这些问题。
五十午代，苏联学者已经开始研究非晶态半导体，但真正的突破是在六十年代末和七十年代初期。
目前研究得最多的有两大类材料：
一类是用于元素周期表上IV族元素的半导体，特别是非晶态硅。
另一类是硫属非晶态半导体，其主要成分是周期表中硫属元素如硫、硒、碲等，包括二元系（如As3Se2）和多元系（如As81Se21Ge30Te18）。
下面对非晶态硅做简单介绍。
和单晶硅比，非晶态硅主要表现在非晶硅具有一般晶体材料难以得到的特性：
①光谱特性好，它的光谱响应和太阳光谱匹配得较好，而且在可见光范围内非晶硅的光吸收系数高，参见图1。
图中哼坐标为入射光的波长，纵左边是光吸收系数。
虚线表示太阳光能量的波长分布，因此可见非晶硅更能吸收太阳光中长波段的能量。
因此，非晶硅对太阳能的吸收比晶体硅的吸收约大一个数量级，是制造太阳能电池的理想材料。
②光电导率高。
非晶硅在光照条件下电导率大大提高，例如在AM1光照条件下，光电导率和暗电导率之比可达l04以上，说明有很高的光敏感性。
因此，可以用非晶硅制成多种光电转换器，如光敏传感器；
③淀积温度低（200℃～300℃），可随意选用基片材料，如可用有机膜。
另外还有如下特性：
可淀积均匀性良好的大面积薄膜；
可在曲面和平面上淀积薄膜；
可应用光刻工艺；
可用非晶材料制作有源和无源元件，可在多种基片材料上生长。
4.1.2非晶磁性材料
非晶磁性材料是杜韦斯（Duwes）1960年用液体淬火法率先合成的，如今这种敏感功能材料已在传感器中得到日益广泛的应用，而且展望未来还可用于更大的发展。
非晶磁性材料具有下列特性：
①缺乏晶体材料所具有的磁各向异性，导磁率高，损耗小。
也就是说，旋转磁化容易，各向磁场灵敏度高，因此，可用来构成高灵敏度磁场计或磁通量传感器。
现已相继开发出应力¯
磁效应式高灵敏度应力传感器、磁致伸缩效应式机械传感器。
②具有高电阻率（比坡莫合金高几倍），因此，即使是在高频范围内也能得到较小的涡流损耗和极好的磁特性，有效利用此特性便可开发研制出磁性晶体难以实现的快速响应传感器。
③不存在晶粒边界、位错等晶体材料固有的缺陷，因而机械强度高，抗化学性强。
④直到居里温度（近似为200~500K），其组合成分均可随意确定。
因此，可望用于开发研制快速响应温度传感器。
4.1.3非晶合金
非晶态金属合金是不具有长程原子有序的金属合金，它们也称之为金属玻璃。
几乎所有的物质都可以使之玻璃化，但使金属合金玻璃化是最困难的。
所以虽然玻璃材料的制备和发展历史已有几千年了，但金属玻璃的历史只有几十年。
非晶合金具有无序的结构，兼有固体和液体、金属和玻璃的特性，具有非同寻常的优异的力学、物理和化学性能。
非晶合金材料特别是块体金属玻璃材料诞生以来受到人们的广泛重视。
非晶合金具有优良的光电和磁性能，极好的加工性能，超强的抗腐蚀性，良好的耐磨性，特别是优良的软磁和硬磁性能，低场下较高的磁致伸缩特性以及优异的催化性能等。
许多非晶态合金还可以用来作电阻材料，恒弹性材料，恒热膨胀材料，超
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