amorfe stoffer

Amorfe stoffer er faste stoffer uden krystallinsk struktur. I naturen opstår disse fx ved lynafkøling af lava, der trænger frem på havbunden og størkner som vulkansk glas.

Amorfe stoffer findes blandt keramiske materialer i form af egentlige glasser og blandt metaller i form af metalglasser. Der kendes også amorfe halvledere og amorfe polymermaterialer. Almindeligt glas er en blanding af natriumoxid, calciumoxid og evt. magnesiumoxid med kvarts. Tilsættes boroxid og aluminiumoxid, fås glasser, der kan tåle højere temperaturer. De mest almindelige metalglasser er baseret på legeringer af jern, nikkel og evt. cobalt med såkaldte metalloider som fx bor, silicium eller fosfor.

På atomart niveau er stoffets struktur uordnet, dvs. atomerne eller molekylerne er tilfældigt fordelt, hvorimod de i krystallinske stoffer er regelmæssigt ordnede. En overgangsgruppe mellem amorfe og krystallinske stoffer er de såkaldt kvasikrystallinske legeringer. I amorfe stoffer findes der dog en vis grad af nærorden, og de betragtes derfor ofte som stærkt underafkølede væsker, der er så tyktflydende, at de i praksis er faste. For at opretholde den uordnede struktur af et amorft stof må glasfasen stabiliseres således, at stoffets atomer eller molekyler ikke spontant kan omlejres og danne krystallinske faser. Dette kan opnås dels ved at fremstille dem med kemiske sammensætninger, der favoriserer og stabiliserer en tilfældig fordeling af atomer og molekyler, dels ved at holde de amorfe stoffer under rekrystallisationstemperaturen, oven over hvilken de spontant vil rekrystallisere.

Amorfe stoffer kan fremstilles i en række forskellige processer, hvoraf langt den vigtigste er baseret på afkøling af et smeltet udgangsmateriale, så glasfasen indefryses. Alm. glas kan fremstilles selv ved langsom afkøling, mens fremstilling af metalglasser sker ved hurtig nedkøling med kølehastigheder, der er større end 1.000.000 °C pr. sekund. Metalglasser og amorfe halvledere kan også fremstilles ved kondensering af grundstofferne i dampfasen på et koldt substrat. Alle typer af amorfe stoffer kan fremstilles ved bestråling af krystallinske udgangsmaterialer med ioniserende stråling eller partikelstråling.