种选择，合金可为基本上无定形的，诸如完全无定形的。在一个实施例中， 合金组合物至少基本上不是无定形的，诸如为基本上晶态的、诸如为完全晶态的。
[0042] 在一个实施例中，晶体或多个晶体在另外的无定形合金中的存在可理解为其中的 "结晶相"。合金的结晶度程度（或在一些实施例中简称为"结晶度"）可指存在于合金中的 结晶相的量。所述程度可指例如存在于合金中的晶体的分数。根据上下文，所述分数可指 体积分数或重量分数。如何"无定形"一个无定形合金的量度可以是无定形度。无定形度 可根据结晶度的程度来测量。例如，在一个实施例中，具有低程度的结晶度的合金可被认为 具有高程度的无定形度。在一个实施例中，例如，具有60体积％的结晶相的合金可具有40 体积％的无定形相。
[0043] 无定形合金或无定形金属
[0044] "无定形合金"为具有大于50体积％的无定形含量，优选大于90体积％的无定形 含量，更优选大于95体积％的无定形含量，并且最优选大于99体积％至几乎100体积％ 的无定形含量的合金。注意，如上所述，合金的无定形度高相当于结晶度程度低。"无定形 金属"为具有无序的原子尺度结构的无定形金属材料。与为晶态并因此具有高度有序的原 子排列的大多数金属相比，无定形合金为非晶态的。在冷却期间直接从液态产生这样的无 序结构的材料有时被称为"玻璃。"因此，通常将无定形金属称为"金属玻璃"或"玻璃态金 属"。在一个实施例中，块体金属玻璃（"BMG"）可指合金，其中的微观结构至少部分是无定 形的。然而，除极其快速冷却外，还存在许多方式来产生无定形金属，这些方式包括物理气 相沉积、固态反应、离子辐照、溶体纺丝和机械合金化。不管无定形合金是如何制备的，它们 可能均为单一类材料。
[0045] 无定形金属可通过多种快速冷却方法来产生。例如，可通过将恪融的金属派射到 旋转金属盘上来产生无定形金属。大约上百万度每秒的快速冷却会过快而不能形成结晶， 并因此将材料"锁定"在玻璃态。此外，可以低得足以允许无定形结构以厚层的方式形成的 临界冷却速率来产生无定形金属/合金一例如块体金属玻璃。
[0046] 术语"块体金属玻璃"（"BMG"）、块体无定形合金（"BAA"）和块体凝固型无定形 合金在本文中可互换使用。它们是指具有至少在毫米范围内的最小尺寸的无定形合金。例 如，所述尺寸可为至少约〇. 5_，诸如至少约1_、诸如至少约2_、诸如至少约4_、诸如至 少约5mm、诸如至少约6mm、诸如至少约8mm、诸如至少约10mm、诸如至少约12mm。取决于几 何形状，所述尺寸可指直径、半径、厚度、宽度、长度等。BMG也可为具有在厘米范围内诸如至 少约1. 0cm、诸如至少约2. 0cm、诸如至少约5. 0cm、诸如至少约10. 0cm的至少一个尺寸的金 属玻璃。在一些实施例中，BMG可具有至少在米范围内的至少一个尺寸。BMG可呈现与金属 玻璃有关的上述任何形状或形式。因此，在一些实施例中，本文所述的BMG在一个重要方面 可不同于通过常规沉积技术所制成的薄膜，前者可具有比后者大得多的尺寸。
[0047] 无定形金属可为合金而不是纯金属。该合金可包含明显不同尺寸的原子，从而导 致熔融状态中的低自由体积（并因此具有比其他金属和合金高多达数个数量级的粘度）。 该粘度防止原子充分移动以形成有序的晶格。材料结构可导致冷却期间的低收缩率和对塑 性变形的抵抗性。不存在晶界（在一些情况下为晶态材料的弱点）可例如导致对磨损和腐 蚀的更好的抵抗性。在一个实施例中，无定形金属（同时在技术上讲为玻璃）还可比氧化 物玻璃和陶瓷坚韧得多且不易碎。
[0048] 无定形材料的热导率可能低于其晶态对应物的热导率。为了即使在较缓慢冷却期 间仍实现形成无定形结构，该合金可由三种或更多种组分组成，从而导致具有较高势能和 较低形成概率的复杂的晶体单元。无定形合金的形成可取决于多个因素：合金的组分的组 成；组分的原子半径（优选具有超过12%的显著差异以实现高堆积密度和低自由体积）； 以及混合组分的组合、抑制晶体成核并延长熔融的金属处于过冷却状态的时间的负热量。 然而，由于无定形合金的形成基于很多不同的变量，因此可能难以事先确定合金组合物是 否将形成无定形合金。
[0049] 例如，硼、硅、磷及其他玻璃形成体与磁性金属（铁、钴、镍）的无定形合金可为磁 性的，具有低矫顽磁力和高电阻。高电阻导致在经受交变磁场时由涡电流所致的低损耗，例 如作为变压器磁芯的有用属性。
[0050] 无定形合金可具有多种潜在有用的属性。具体地，它们倾向于比类似化学组成的 晶态合金更强，并且它们可承受比晶态合金更大的可逆（"弹性"）变形。无定形金属的强 度直接源于它们的非晶态结构，所述非晶态结构可能不具有限制晶态合金的强度的任何缺 陷（诸如位错）。例如，一种现代无定形金属，被称为Vitreloy?，具有几乎是高级钛的抗拉 强度两倍的抗拉强度。在一些实施例中，室温下的金属玻璃是不可延展的并且当在受力情 况下加载时倾向于突然失效，这限制了在注重可靠性的应用中的材料适用性，因为即将发 生的失效是不明显的。因此，为了战胜该挑战，可使用具有包含可延展的晶态金属的枝晶粒 子或纤维的金属玻璃基体的金属基体复合材料。作为另外一种选择，可使用在一种或多种 元素（如Ni)方面含量低的BMG，该一种或多种元素倾向于导致脆化。例如，不含Ni的BMG 可用于提尚BMG的延展性。
[0051] 块体无定形合金的另一种有用的特性是它们可为真玻璃；换句话讲，它们可在加 热时软化并且流动。可允许以与聚合物几乎相同的方式进行简单加工，诸如通过注塑。因 此，可使用无定形合金以用于制备运动设备、医疗设备、电子组件以及设备和薄膜。可经由 高速氧燃料技术来沉积无定形金属的薄膜作为保护性涂层。
[0052] 材料可具有无定形相、结晶相或两者。无定形相和结晶相可具有相同的化学组成 并且仅在微观结构中不同一即一者为无定形微观结构而另一者为结晶微观结构。在一个 实施例中的微观结构是指由显微镜以25倍放大率或更高放大率显示的材料的结构。作为 另外一种选择，这两个相可具有不同的化学组成和微观结构。例如，组合物可为部分无定形 的、基本上无定形的或完全无定形的。
[0053] 如上所述，可通过存在于合金中的晶体分数来测量无定形度的程度（并且反之为 结晶度的程度）。该程度可指存在于合金中的结晶相的体积分数或重量分数。部分无定形 组合物可指其至少约5体积％，诸如至少约10体积％、诸如至少约20体积％、诸如至少约 40体积％、诸如至少约60体积％、诸如至少约80体积％、诸如至少约90体积％为无定形相 的组合物。已在本申请的其他地方定义了术语"基本上"和"约"。因此，至少基本上无定形 的组合物可指其至少约90体积％，诸如至少约95体积％、诸如至少约98体积％、诸如至少 约99体积％、诸如至少约99. 5体积％、诸如至少约99. 8体积％、诸如至少约99. 9体积％ 为无定形的组合物。在一个实施例中，基本上无定形的组合物可具有存在于其中的一些附 带的微量的结晶相。
[0054] 在一个实施例中，相对于无定形相，无定形合金组合物可为均质的。在组成上均匀 的物质为均质的。这与为异质的物质形成对照。术语"组成"是指物质中的化学组成和/或 微观结构。当将一定体积的物质分成两半并且两半均具有基本上相同的组成时，该物质为 均质的。例如，当一定体积的微粒悬浮液分成两半并且两半均具有基本上相同体积的粒子 时，该微粒悬浮液为均质的。然而，在显微镜下可能看到单独的粒子。均质物质的另一个实 例为空气，其中虽然空气中的粒子、气体和液体可单独分析或从空气中分离，但其中的不同 成分等几率地悬浮。
[0055] 相对于无定形合金为均质的组合物可指在其整个微观结构中具有基本上均勾分 布的无定形相的组合物。换句话讲，该组合物宏观上包含在整个组合物中基本上均匀分布 的无定形合金。在另选的实施例中，该组合物可为具有无定形相的复合物，该无定形相中具 有非无定形相。该非无定形相可为一种晶体或多种晶体。该晶体可为任何形状诸如球状、 椭球状、线状、杆状、片状、薄片状或不规则形状的微粒形式。在一个实施例中，其可具有枝 晶形式