近年来，玻璃的热膨胀因其与自由体积或真空动力学、玻璃化转变温度、动力学脆性、玻璃形成能力等的关系而受到越来越多的关注。众所周知，晶体的热膨胀主要由原子振动的非谐性决定。然而，热膨胀如何随玻璃-液体转变甚至随后的结晶而演变的精确图像仍然不清楚，值得具体研究。
本文报道了Zr基（viterloy1）大块非晶合金在铸态、退火态和晶化状态下的线性热膨胀行为。用膨胀仪（Linseis DIL）测量了玻璃1的铸态、退火态和完全结晶态的线性热膨胀。随着玻璃液转变，铸态玻璃1的热膨胀率持续下降，而退火玻璃的热膨胀率突然上升。结晶的玻璃合金1在熔化前表现出几乎不变的热膨胀性。此外，研究还表明，晶相的形核可以引起过冷液体的显著热收缩，但随着这些晶核的长大，热膨胀再次占主导地位。这些结果是在势能图的框架下解释的，主张构型和振动对玻璃热膨胀的贡献取决于结构和温度。
图1：（a） DSC曲线和（b）铸态玻璃态、退火玻璃态1和结晶玻璃态的线性热膨胀曲线。
图2：比较了（a）铸态玻璃和（b）退火玻璃1在玻璃液转变和随后结晶过程中的DSC跟踪和线性热膨胀。
图3：铸态玻璃态、退火玻璃态和结晶玻璃态1的势能图描绘了振动和构型对玻璃-液体转变下方（左图）和横向（右图）热膨胀的贡献。固有结构（ISs）的分布表明了ISs的可能能量值，从下面以理想Kauzmann玻璃的最低能量eK为界。结晶态的能量用ecr表示。每种材料的振动特性都是由温度控制的。
