非晶物质

《非晶物质——常规物质第四态.第一卷》分三卷，试图用科普的语言，以典型非晶物质如玻璃、非晶合金等为模型体系，系统阐述自然界中与气态、液态和固态并列的第四种常规物质——非晶物质的特征、性能、本质以及广泛和重要的应用，全面介绍了非晶物质科学中的新概念、新思想、新方法、新工艺、新材料、新问题、新模型和理论、奥秘、发展历史、研究概况和新进展，其中穿插了研究历史和精彩故事。《非晶物质——常规物质第四态.第一卷》力图把非晶物质放入一个更大的物质科学框架和图像中，放到材料研究和应用史中去介绍和讨论，让读者能从不同的角度和视野来全面了解非晶物质及其对科技发展和人类文明的影响。

汪卫华

材料物理学家

中国科学院物理研究所研究员，广东松山湖材料实验室主任

中国科学院院士，，发展中国家科学院院士，美国物理学会会士

长期从事非晶物质和材料的基础研究

作者汪卫华院士是非晶领域的著名学者，他讲从事非晶研究几十年的成果与心得凝结在这3卷煌煌巨著中。这套书全面系统地论述了非晶物质科学的主要概念，重要科学问题，以及非晶研究的基本理论与研究方法，具有一流的学术水平，写作形式活泼，每章都介绍了相关研究前沿，并列出了非晶科学研究的100个重要问题，引起读者思考，吸引有志青年加入这些问题的研究中来。书中还穿插了大量相关研究历史的精彩故事，具有较强知识性、可读性和趣味性。

目录
前言
第0章 绪论 1
0.1 本书的主要内容 3
0.2 本书的特色和风格 7
0.3 为什么要写这本书 11
第1章 物质世界中的非晶物质：常规物质第四态 15
1.1 层次化的物质世界 17
1.2 凝聚与凝聚态物质 19
1.2.1 凝聚 19
1.2.2 凝聚态物质 22
1.2.3 凝聚态研究范式 23
1.3 非晶物质在物质世界中的位置 31
1.4 非晶物质是四大常规物态之一 33
1.4.1 非晶物质是第四类常规物态 33
1.4.2 非晶物质的定义和范畴 36
1.4.3 非晶物质特征概览 47
1.5 什么是非晶物质科学 54
1.5.1 非晶物质科学 54
1.5.2 非晶物质研究意义 56
1.6 小结 60
参考文献 61
第2章 非晶物质研究和应用史概观：改变历史的材料 65
2.1 引言 67
2.2 非晶物质利用和研究简史 68
2.2.1 早期天然非晶材料的利用 69
2.2.2 早期玻璃材料的制备与工艺 73
2.2.3 玻璃材料简史 77
2.2.4 中国古代玻璃材料简史 97
2.2.5 非晶物质科学简史 104
2.2.6 非晶半导体简史 108
2.2.7 非晶合金（金属玻璃）简史 109
2.2.8 非晶物质研究和发展史上大事记 123
2.3 非晶材料和文明、文化及科学发展关系探讨 125
2.3.1 玻璃和科学的关系 125
2.3.2 非晶材料和文化及艺术的关系 142
2.3.3 非晶材料在东西方文化和文明差异中的作用 147
2.4 非晶物质科学的今天和明天 149
2.5 小结和讨论 159
参考文献 160
第3章 非晶物质的微观结构：无序中的有序 169
3.1 引言 171
3.2 非晶物质微观结构的特征和表征 174
3.2.1 非晶物质微观结构的特征 174
3.2.2 非晶物质微观结构的描述和表征 182
3.3 非晶物质中的序 198
3.3.1 序和无序 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 拓扑序 217
3.3.6 局域对称性 222
3.4 非晶物质的结构模型 233
3.4.1 连续无规网络模型 233
3.4.2 无规线团模型 236
3.4.3 微晶模型 236
3.4.4 无规密堆模型 238
3.4.5 非晶合金的结构及模型研究进展 242
3.5 无序非晶体系的电子结构 246
3.6 科学大装置是非晶物质结构研究的机遇 248
3.7 小结和讨论 254
参考文献 256
第4章 非晶物质的形成：熵和序的调控艺术 265
4.1 引言 267
4.2 非晶物质形成原理和规律 269
4.2.1 非晶物质形成的基本原理 269
4.2.2 熵调控 271
4.2.3 非晶形成能力 274
4.2.4 非晶物质形成的热力学 276
4.2.5 非晶物质形成的动力学 280
4.2.6 非晶物质形成的键合条件 289
4.2.7 非晶物质形成的结构因素 290
4.3 非晶材料的主要制备方法和工艺 292
4.3.1 非晶材料的主要制备工艺 292
4.3.2 点石成金的微量掺杂工艺 296
4.3.3 神奇的助熔剂工艺 300
4.4 非晶合金的制备方法和经验形成判据 301
4.4.1 主要制备方法 301
4.4.2 经验形成判据 315
4.4.3 弹性模量判据 316
4.4.4 非晶合金形成难题及研究进展 320
4.5 非晶材料研制进展和展望 336
4.5.1 超稳定非晶物质 337
4.5.2 纳米非晶 340
4.5.3 超硬非晶碳 342
4.5.4 非晶物质的生物合成 343
4.5.5 非晶材料基因工程研发模式 345
4.5.6 非晶材料的制造和智造 356
4.5.7 尾声——关于非晶材料制备工艺的一个故事 362
4.6 小结和讨论 364
参考文献 366
第5章 过冷液体和玻璃转变：非晶物质研究的圣杯 375
5.1 引言 377
5.2 过冷液体 378
5.2.1 什么是过冷液体 378
5.2.2 过冷液体的特征和性质 382
5.3 玻璃转变 395
5.3.1 玻璃转变现象 395
5.3.2 玻璃转变的唯象特征 401
5.3.3 玻璃转变中的结构演化 410
5.3.4 玻璃转变的理论模型 413
5.4 自旋玻璃转变 431
5.4.1 自旋玻璃 431
5.4.2 失措和自旋玻璃转变 434
5.5 玻璃转变的电子结构特征 435
5.6 非晶物质本质的讨论 437
5.6.1 非晶物质的本质 437
5.6.2 存在理想非晶态吗 439
5.7 广义玻璃转变 441
5.8 小结和讨论 456
参考文献 457
第6章 非晶物质的本征特性：无序和复杂的倜傥 465
6.1 引言 467
6.2 非晶物质随时间变化的特性 468
6.2.1 亚稳特性 468
6.2.2 老化 470
6.3 稳定性 472
6.4 回复 478
6.5 非均匀特性 487
6.6 记忆效应 489
6.7 遗传性 493
6.8 响应的敏感性 500
6.9 局域流变和脆性 503
6.10 超塑性 504
6.11 光学性质 509
6.12 非晶物质化学特性 512
6.13 极端条件下非晶物质的特性 514
6.14 小结 517
参考文献 517