澳大利亚昆士兰大学帕内尔沥青滴落实验装置9
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非晶态物质的稳定性可以到什么程度呢?
举个例子,琥珀是典型的非晶态物质(一种非晶糖,可以长期封存蛋白质),这种物质非常稳定。在琥珀形成之初,把远古时代的动植物封存于其中,由于非晶物质对良好保存作用,可以把千百万年前的生物及其当时的场景的保存下来。这样就把千百万年前的某个时空场景凝固住,并以其无与伦比的稳定性保存至今。
而一些成分的非晶合金在加热的时候很容易发生向平衡态的大幅度变化,也就是非晶逐渐变为晶体。
在一定的温度下加热使得Zr46Cu46Al8非晶合金中随着时间逐渐析出晶体,并且晶体慢慢长大(如蓝色箭头所示)
所以有些非晶态体系容易转变为晶体,有些体系不容易转变为晶体,这就衍生出一个问题:对于一个给定的无序体系, 是否存在惟一的能量最低状态呢?就像非晶态物质琥珀一样,能在几千万年的演化过程中其物理性质不发生明显变化。
目前这种稳定性高的超稳定性玻璃的主要特点有:
玻璃转变温度提高。玻璃转变温度越高,说明体系需要更多的能量来激活分子运动,即体系的稳定性越高,越不容易向晶体转变。
密度增加。密度增加是超稳定玻璃粒子排列致密的一个直接的宏观反映。
弹性和强度提高。由于超稳定玻璃粒子排列致密,抵抗外力变形的能力也相应提高。
超稳定金属玻璃由于稳定性高,具有常规晶体和非晶体不具备的物理特性,具有可穿戴特征,能应用于柔性电子器件
由于金属塑料可以在开水中轻易地变形,所以在室温温度区间内放置就可以对金属塑料的微观结构演化和能量状态造成巨大的变化。那么在室温长时间放置的金属塑料是变成了更稳定的晶体,还是像琥珀一样的超稳定的物质呢?
在2005年开发出的铈基非晶金属塑料一直在室温放置到现在会有什么变化呢?