金属玻璃：比塑料易塑，比不锈钢还刚

久的将来，我们将可以看到金属玻璃制成的手表表壳、手提电脑外壳，甚至在未来，佩戴金属玻璃手饰可能成为时尚风向标。
    如果以上种种可能成为现实，我们的生活将有更多的选择及便利。新材料梦想离我们有多远？专家从其制备工艺和研究进展两个方面对此进行了解答。
    ——被困住的脚步——
    ■每秒10万℃以上冷却速度才能制得金属玻璃
    液体可以用两种方式固化：一种是不连续地固化成为晶态固体；另一种是连续固化而成为非晶态固体即玻璃。在通常情况下，液体冷却到熔点处会结晶而发生体积和热焓的突变。但是如果冷却速度足够快，则在熔点以下不会结晶，而成为过冷液体，并在玻璃转变温度以下成为非晶态固体。
    专家介绍说，要想获得金属玻璃，就要采用制备非晶态固体材料的通用方法——急速冷却方法，要求必须冷却得“足够低”和“足够快”。“足够低”的意思是，必须将温度冷却至金属成为非晶态固体的程度；“足够快”的意思是，降温过程中，液体是处于形成晶核和晶核长大的“危险之中”的，故应极快越过危险温区并到达非晶固态的安全区，避免结晶过程发生而得到玻璃。
    达到“足够低”“足够快”两个条件，在实验中是困难的，在生产中更是难以达到的。例如，铁基金属玻璃要求达到每秒10万℃以上的冷却速度。另外，利用高速旋转铜模具生产出的带状非晶合金材料的收集，材料均匀性的控制等都是生产中的难题。
    ■现有手段对金属玻璃内部结构探测能力有限
    开发出一种像塑料一样的、在很低的温度下（特别是室温附近）就表现出粘滞性和优良塑性的金属材料是材料研究人员的梦想。但是现在，我们对金属玻璃的了解还很不充分，还无法通过调节其内部结构来改善其物理性能。对于非晶态固体内部结构，现在还没有十分有效的研究手段。现有的微观结构分析手段，如X光及中子衍射仪器、电子显微镜、各种能谱等，对金属玻璃内部结构探测和分析能力非常有限，只能通过计算机模拟来推测金属玻璃的内部结构。
    另外，处于高度无序的结构亚稳态的非晶态固体为何能稳定存在？其优越的物理性能与内部原子高度无序相关性有多大？这些问题的解答将给新材料之梦插上飞翔的翅膀。
    ■相关链接
    玻璃的历史
    说起玻璃，人们便可追溯世界上第一块人造玻璃，是距今5000年前于伊拉克的美索不达米亚平原制造的，埃及在1500年前建立了第一个玻璃工厂。玻璃于各文明间遍布流传，希腊人用两个字来形容玻璃——“流动、融化的石头”和“透明、澄澈”。
    约公元前3700年前，古埃及人就已经将石英与适当的氧化物熔剂一起熔化制造出传统的硅酸盐玻璃，并制成玻璃装饰品和简单玻璃器皿，当时只有有色玻璃，约公元前1000年前，中国制造出无色玻璃，又称作琉璃。公元12世纪，出现了商品玻璃，并开始成为工业材料。18世纪，为适应研制望远镜的需要，制出光学玻璃。1873年，比利时首先制出平板玻璃。1906年，美国制出批量生产平板玻璃机器。此后，随着玻璃生产的工业化和规模化，各种用途和各种性能的玻璃相继问世。由于玻璃的各种光学、化学、物理等优异和特殊性能，玻璃不仅应用于建筑、交通运输、包装和照明等日常生产生活，还是光学、电子学、光电子学等科学技术领域不可缺少的重要材料。
    材料的演变
    说起材料，首先会想到什么？盖楼房的砖瓦、铝合金，做实验的酸碱盐，还是制造机器设备的铜线铁丝？事实上，我们生产生活中的各种材料先后经历了几次革命性变化，钢铁、塑料和金属玻璃成为了材料发展的关键词。
    钢铁：1855年，英格兰的贝西墨发明的酸性转炉钢方法，使得制钢成本大幅下降，广泛用于工厂、汽车、铁路、桥梁、高楼大厦的建造，奠定了第一次现代材料工业革命的基础。
    塑料：20世纪40年代，化学家发明了热塑性塑料，尽管它的强度只有钢的1/50，但工厂用一个模子就能生产出许多个同样的部件，易塑性使其获得了极为广泛应用，成为

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