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玻璃-液体转变
玻璃-液体转变（glass-liquid transition）是指非晶材料或在非晶区的半晶材料，在温度或压力的变化下，由硬而脆且光亮透明的玻璃态逐渐转变为黏性或橡胶态的渐进可逆转变。这种转变不是一种热力学平衡状态之间的相变，而是一种动力学现象，取决于材料的冷却或加热速率、分子结构和相互作用等因素。玻璃-液体转变在许多领域有重要的应用和意义，例如高分子材料、玻璃、金属、生物大分子等。
玻璃转化
玻璃转化（glass transition）又称玻璃化转变，是玻璃-液体转变的简称，是指非晶材料或在非晶区的半晶材料，随着温度的升高，由硬而脆且光亮透明的玻璃态逐渐转变为黏性或橡胶态的渐进可逆转变，亦即“玻璃态-高弹态转变”。而具有玻璃转化的非晶态固体，则称为玻璃。借由过冷使黏性液体呈玻璃态的反向转变，称为玻璃化。
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| 在熨烫过程中，织物通过加热发生玻璃-橡胶转变 |
玻璃转化温度
玻璃转化温度（glass transition temperature, Tg）是玻璃态物质在玻璃态和高弹态之间相互可逆转化的温度。当温度低于Tg时，因分子链无法运动，这时材料处于刚硬的“玻璃态”；当温度高于Tg时，无定形状态的分子链会开始做局部运动，材料会呈现类似橡胶般柔软可挠的性质。玻璃转化表现出二级相变的表现，物质的热容会发生连续的变化，但是玻璃转化实际上是一个动力学转化，因此玻璃转化温度的具体数值是与温度变化的速度相关。
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| 用差示扫描量热法测量Tg（曲线上的点A对应的温度） |
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| 用膨胀法测定Tg |
玻璃形成能力
玻璃形成能力（glass forming ability, GFA）是指一种材料在淬火时形成非晶态而不是晶态的倾向。玻璃形成能力取决于材料的组成、冷却速率、分子结构和相互作用等因素。一般来说，玻璃形成能力越高，玻璃转化温度越低，玻璃态的稳定性越高。玻璃形成能力可以通过刚度理论（rigidity theory）来预测，该理论认为玻璃形成能力与材料的刚度（rigidity）或柔度（softness）有关，刚度或柔度是指材料对应力或应变的响应程度。刚度理论可以解释为什么一些材料如硅、硼、碳等具有较高的玻璃形成能力，而一些材料如铝、钠、钾等则很难形成玻璃。
玻璃化机制
玻璃化机制（glassification mechanism）是指非晶材料在冷却或加热过程中发生结构和动力学变化的原因。目前，玻璃化机制还没有得到完全的理解和解释，存在着多种不同的理论和模型，其中一些主要的有：
- 自由体积理论（free volume theory）：该理论认为，非晶材料中存在着一些分子间的空隙，称为自由体积（free volume），自由体积的大小和数量影响了分子的运动和扩散。当温度降低时，自由体积减小，分子运动受到限制，导致粘度增加和玻璃化发生。
- 熵理论（entropy theory）：该理论认为，非晶材料中存在着两种熵：振动熵（vibrational entropy）和构型熵（configurational entropy）。振动熵是由于分子的振动而产生的无序度，构型熵是由于分子的排列方式而产生的无序度。当温度降低时，振动熵减小，构型熵占据主导地位。当构型熵降低到一个临界值时，分子无法再改变其排列方式，导致玻璃化发生。
- 动力学理论（dynamic theory）：该理论认为，非晶材料中存在着不同尺度和时间范围的动力学过程，称为弛豫（relaxation）。弛豫是指分子从一个不稳定的状态向一个稳定的状态转变的过程。当温度降低时，弛豫时间增加，分子无法达到平衡状态，导致玻璃化发生。
玻璃化
玻璃化（vitrification）是指黏性液体在快速冷却或压缩后呈现出玻璃态的过程。玻璃化可以避免液体发生结晶或冻结而保持其无定形结构。玻璃化在许多领域有重要的应用和意义，例如：
- 高分子材料：高分子材料可以通过玻璃化来改变其物理和机械性能，例如硬度、韧性、柔韧性等。高分子材料可以通过添加增塑剂、交联剂、填充剂等来调节其玻璃转化温度和玻璃形成能力。
- 玻璃：玻璃是一种广泛应用的无定形固体材料。玻璃可以通过调节其组成、冷却速率、加工工艺等来改变其物理和光学性能。
- 生物学：玻璃化可以用于生物组织、细胞和生物大分子的保存和冷冻干燥。通过玻璃化，可以避免结晶或冻结对生物组
- 金属：金属材料也可以通过玻璃-液体转变来改变其物理和机械性能。金属玻璃（metallic glass）是一种新型的金属材料，具有优异的力学性能、耐腐蚀性和生物相容性等特点。
- 食品工业：玻璃化可以用于食品的保存和加工。通过玻璃化，可以避免食品中水分的结晶或冻结，保持食品的口感和营养成分。
