金屬玻璃（metallic glass）

普通金屬是晶體：冷卻熔融金屬，它的原子幾乎瞬間躍入整齊重複的晶格晶粒中，這正是為何折斷的鋼棒露出顆粒狀的斷面。金屬如此急切地結晶，以致長久以來人人都以為金屬根本無法做成玻璃。金屬玻璃證明並非如此：它是一種被冷卻得極快的金屬或合金，其原子在能排成晶粒之前，就被凍結在玻璃那種無序、類似液體的糾纏中。它是真正的金屬——有光澤、能導電、常帶磁性——但內部沒有晶格。

在結構上，金屬玻璃最好想像成被凍住的原子密無規堆積：沒有單位晶胞、沒有晶粒、沒有長程有序，只有一種卡死的無序排列，卻具有真實的短程有序（每個原子都有界定清楚的最近鄰殼層，常呈五重、二十面體團簇）。由於金屬原子大致像沒有強方向性鍵的硬球，它們極易結晶，所以挑戰在於速度。第一塊金屬玻璃是杜韋（Pol Duwez）於 1960 年製成的金矽合金，需要約每秒一百萬度的冷卻才能搶在結晶之前——只有做成幾十微米厚的薄潑片或帶材才辦得到。後來讓較厚的「塊狀」金屬玻璃得以出現的訣竅是化學：混入好幾種大小迥異的原子（如鋯-銅-鎳-鋁合金）會卡死堆積，使結晶變得極為彆扭，於是熔體在遠為溫和的冷卻速率下就玻璃化，讓玻璃能澆鑄到數公分厚。

金屬玻璃在科學與實務上都重要。科學上，它們是無規密堆積、以及幾何挫折抵抗結晶最乾淨的真實例子。實務上，沒有晶粒與差排賦予它們不尋常的行為：有些極為強韌而有彈性，非晶鐵基帶材則是優異的軟磁材料，用於高效率的變壓器鐵芯。有一個需要理清的誠實侷限：「金屬玻璃」命名的是一種「結構」（非晶金屬），亦即那種無序的原子排列——它本身並不告訴你性質，而且金屬玻璃是介穩的（metastable），意思是若被重新加熱到夠高，它們就會結晶、失去玻璃態。