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玻璃之王

　　⑴“玻璃之王”是這樣誕生的：1959年，美國加利福尼亞理工學院杜威茲教授等人用制造玻璃的方法，將高溫金-硅合金熔體噴射到高速旋轉的銅軸上，以每秒100萬攝氏度的冷卻速度快速冷卻熔體，第一次制造出了不透亮的玻璃。當時的一位物理學家看到這種剛誕生的合金材料時，曾嘲諷的說這是一種“ 愚蠢的合金”。這種不透亮、看起來“愚蠢的”的東西，就是在材料科 學領域開辟出一條新道路的“玻璃之王” 金屬玻璃。

　　⑵金屬玻璃形成的原理是什么呢？通常情況下，金屬及合金在從液體凝固成固體時，原子總是從液體的混亂排列轉變成整齊的排列，即成為晶體。但是，如果金屬或合金的液體凝固速度非常快，原子來不及排列整齊便被凍結住了，最終的原子排列方式仍類似于液體，是混亂的，這就是非晶態合金。因為非晶態合金原子的混亂排列情況類似于玻璃，所以又被稱為金屬玻璃。

　　⑶那么在實際生產中金屬玻璃又該如何獲得？研究人員發現，單一的金屬液體凝固形成非晶態所需的冷卻速度要遠遠高于其它物質液體。例如，普通的玻璃液體只要慢慢冷卻下來，得到的玻璃就是非晶態的；而單一的金屬液體則需要每秒高達1億攝氏度以上的冷卻速度才能形成非晶態，這個速度是普通玻璃的無數倍。由于目前工藝水平的限制，實際生產中難以達到如此高的冷卻速度，也就是說，單一的金屬難以在生產上被制成非晶態的金屬玻璃。但是，合金彌補了單一金屬的缺憾。合金具有這樣兩個重要性 質：第一，它的熔點遠低于純金屬，例如，純鐵的熔點為1538 ℃,而鐵硅硼合金的熔點一般在1200 ℃以下；第二，液體狀態的合金原子更加難以移動，在 冷卻時更加難以整齊排列，也就是說，更容易被“凍結”成非晶體。這樣，人們在實際生產中就將金屬與其它物質混合形成合金后再來獲得非晶態的金屬玻璃。