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　　玻璃转变与液体结构和高温超导等问题被认为是21世纪有待解决的几个物理难题。诺贝尔物理奖获得者Anderson教授也认为玻璃转变是固体物理学中最深和最重要的问题之一。到底玻璃转变是热力学现象还是动力学行为是人们研究的焦点。一方面，许多玻璃形成体系的热力学性能在发生玻璃转变进表现出异常行为，如焓，熵和体积；另一方面，这一转变过程反应了液态模式的“冻结”，因此是与变慢的动力学相关的。
　　一种物质要形成玻璃，就要避免凝固过程中晶体的形核与长大。与成核过程密切相关的是过冷。1951年，美国物理学家Tumbull教授通过水银的过冷实验，提出液态金属可以过冷到远离平衡熔点以下而不产生成核。
　　根据他的理论，在一定条件下，液态金属可以冷却到玻璃态。当晶体在熔体中形成时，固相体积自由能将小于液相自由能，固相有析出的倾向。然而固相的析出将产生固-液界面，新界面的形成将附加界面能，这会阻碍晶核的形成。可见，固相的析出需要一定的驱动力来克服界面能引起的阻力。因此成核必然导致过冷现象的产生。过冷是一个非稳定的平衡过程，通过控制过冷度来控制成核，可以获得具有不同特性的新的亚稳材料，当成核在整个凝固过程中被完全避免时，液态金属便被冻结到玻璃态。
　　液态固化通常有两种路径，一种为缓慢冷却导致体积不连续的改变到晶化态，一种为快速冷却体积连续变化得到玻璃态。液体在冷却过程中，粘度不断增加，原子迁移动力学过程变慢，如果晶化过程被避免，便可形成玻璃态。
　　摘自《先进材料导论》