非晶物質(zhì)——常規(guī)物質(zhì)的第四態(tài)（第一卷）
本書分三卷，試圖用科普的語言，以典型非晶物質(zhì)如玻璃、非晶合金等為模型體系，系統(tǒng)闡述自然界中與氣態(tài)、液態(tài)和固態(tài)并列的第四種常規(guī)物質(zhì)——非晶物質(zhì)的特征、性能、本質(zhì)以及廣泛和重要的應(yīng)用，全面介紹了非晶物質(zhì)科學(xué)中的新概念、新思想、新方法、新工藝、新材料、新問題、新模型和理論、奧秘、發(fā)展歷史、研究概況和新進(jìn)展，其中穿插了研究歷史和精彩故事。本書力圖把非晶物質(zhì)放入一個(gè)更大的物質(zhì)科學(xué)框架和圖像中，放到材料研究和應(yīng)用史中去介紹和討論，讓讀者能從不同的角度和視野來全面了解非晶物質(zhì)及其對(duì)科技發(fā)展和人類文明的影響。
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目錄
前言
第0章 緒論 1
0.1 本書的主要內(nèi)容 3
0.2 本書的特色和風(fēng)格 7
0.3 為什么要寫這本書 11
第1章 物質(zhì)世界中的非晶物質(zhì)：常規(guī)物質(zhì)第四態(tài) 15
1.1 層次化的物質(zhì)世界 17
1.2 凝聚與凝聚態(tài)物質(zhì) 19
1.2.1 凝聚 19
1.2.2 凝聚態(tài)物質(zhì) 22
1.2.3 凝聚態(tài)研究范式 23
1.3 非晶物質(zhì)在物質(zhì)世界中的位置 31
1.4 非晶物質(zhì)是四大常規(guī)物態(tài)之一 33
1.4.1 非晶物質(zhì)是第四類常規(guī)物態(tài) 33
1.4.2 非晶物質(zhì)的定義和范疇 36
1.4.3 非晶物質(zhì)特征概覽 47
1.5 什么是非晶物質(zhì)科學(xué) 54
1.5.1 非晶物質(zhì)科學(xué) 54
1.5.2 非晶物質(zhì)研究意義 56
1.6 小結(jié) 60
參考文獻(xiàn) 61
第2章 非晶物質(zhì)研究和應(yīng)用史概觀：改變歷史的材料 65
2.1 引言 67
2.2 非晶物質(zhì)利用和研究簡史 68
2.2.1 早期天然非晶材料的利用 69
2.2.2 早期玻璃材料的制備與工藝 73
2.2.3 玻璃材料簡史 77
2.2.4 中國古代玻璃材料簡史 97
2.2.5 非晶物質(zhì)科學(xué)簡史 104
2.2.6 非晶半導(dǎo)體簡史 108
2.2.7 非晶合金（金屬玻璃）簡史 109
2.2.8 非晶物質(zhì)研究和發(fā)展史上大事記 123
2.3 非晶材料和文明、文化及科學(xué)發(fā)展關(guān)系探討 125
2.3.1 玻璃和科學(xué)的關(guān)系 125
2.3.2 非晶材料和文化及藝術(shù)的關(guān)系 142
2.3.3 非晶材料在東西方文化和文明差異中的作用 147
2.4 非晶物質(zhì)科學(xué)的今天和明天 149
2.5 小結(jié)和討論 159
參考文獻(xiàn) 160
第3章 非晶物質(zhì)的微觀結(jié)構(gòu)：無序中的有序 169
3.1 引言 171
3.2 非晶物質(zhì)微觀結(jié)構(gòu)的特征和表征 174
3.2.1 非晶物質(zhì)微觀結(jié)構(gòu)的特征 174
3.2.2 非晶物質(zhì)微觀結(jié)構(gòu)的描述和表征 182
3.3 非晶物質(zhì)中的序 198
3.3.1 序和無序 199
3.3.2 短程序 201
3.3.3 中程序 206
3.3.4 分形序 208
3.3.5 拓?fù)湫?217
3.3.6 局域?qū)ΨQ性 222
3.4 非晶物質(zhì)的結(jié)構(gòu)模型 233
3.4.1 連續(xù)無規(guī)網(wǎng)絡(luò)模型 233
3.4.2 無規(guī)線團(tuán)模型 236
3.4.3 微晶模型 236
3.4.4 無規(guī)密堆模型 238
3.4.5 非晶合金的結(jié)構(gòu)及模型研究進(jìn)展 242
3.5 無序非晶體系的電子結(jié)構(gòu) 246
3.6 科學(xué)大裝置是非晶物質(zhì)結(jié)構(gòu)研究的機(jī)遇 248
3.7 小結(jié)和討論 254
參考文獻(xiàn) 256
第4章 非晶物質(zhì)的形成：熵和序的調(diào)控藝術(shù) 265
4.1 引言 267
4.2 非晶物質(zhì)形成原理和規(guī)律 269
4.2.1 非晶物質(zhì)形成的基本原理 269
4.2.2 熵調(diào)控 271
4.2.3 非晶形成能力 274
4.2.4 非晶物質(zhì)形成的熱力學(xué) 276
4.2.5 非晶物質(zhì)形成的動(dòng)力學(xué) 280
4.2.6 非晶物質(zhì)形成的鍵合條件 289
4.2.7 非晶物質(zhì)形成的結(jié)構(gòu)因素 290
4.3 非晶材料的主要制備方法和工藝 292
4.3.1 非晶材料的主要制備工藝 292
4.3.2 點(diǎn)石成金的微量摻雜工藝 296
4.3.3 神奇的助熔劑工藝 300
4.4 非晶合金的制備方法和經(jīng)驗(yàn)形成判據(jù) 301
4.4.1 主要制備方法 301
4.4.2 經(jīng)驗(yàn)形成判據(jù) 315
4.4.3 彈性模量判據(jù) 316
4.4.4 非晶合金形成難題及研究進(jìn)展 320
4.5 非晶材料研制進(jìn)展和展望 336
4.5.1 超穩(wěn)定非晶物質(zhì) 337
4.5.2 納米非晶 340
4.5.3 超硬非晶碳 342
4.5.4 非晶物質(zhì)的生物合成 343
4.5.5 非晶材料基因工程研發(fā)模式 345
4.5.6 非晶材料的制造和智造 356
4.5.7 尾聲——關(guān)于非晶材料制備工藝的一個(gè)故事 362
4.6 小結(jié)和討論 364
參考文獻(xiàn) 366
第5章 過冷液體和玻璃轉(zhuǎn)變：非晶物質(zhì)研究的圣杯 375
5.1 引言 377
5.2 過冷液體 378
5.2.1 什么是過冷液體 378
5.2.2 過冷液體的特征和性質(zhì) 382
5.3 玻璃轉(zhuǎn)變 395
5.3.1 玻璃轉(zhuǎn)變現(xiàn)象 395
5.3.2 玻璃轉(zhuǎn)變的唯象特征 401
5.3.3 玻璃轉(zhuǎn)變中的結(jié)構(gòu)演化 410
5.3.4 玻璃轉(zhuǎn)變的理論模型 413
5.4 自旋玻璃轉(zhuǎn)變 431
5.4.1 自旋玻璃 431
5.4.2 失措和自旋玻璃轉(zhuǎn)變 434
5.5 玻璃轉(zhuǎn)變的電子結(jié)構(gòu)特征 435
5.6 非晶物質(zhì)本質(zhì)的討論 437
5.6.1 非晶物質(zhì)的本質(zhì) 437
5.6.2 存在理想非晶態(tài)嗎 439
5.7 廣義玻璃轉(zhuǎn)變 441
5.8 小結(jié)和討論 456
參考文獻(xiàn) 457
第6章 非晶物質(zhì)的本征特性：無序和復(fù)雜的倜儻 465
6.1 引言 467
6.2 非晶物質(zhì)隨時(shí)間變化的特性 468
6.2.1 亞穩(wěn)特性 468
6.2.2 老化 470
6.3 穩(wěn)定性 472
6.4 回復(fù) 478
6.5 非均勻特性 487
6.6 記憶效應(yīng) 489
6.7 遺傳性 493
6.8 響應(yīng)的敏感性 500
6.9 局域流變和脆性 503
6.10 超塑性 504
6.11 光學(xué)性質(zhì) 509
6.12 非晶物質(zhì)化學(xué)特性 512
6.13 極端條件下非晶物質(zhì)的特性 514
6.14 小結(jié) 517
參考文獻(xiàn) 517
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