Стеклообразное состояние — твёрдое аморфное метастабильное состояние вещества, в котором нет выраженной кристаллической решётки, условные элементы кристаллизации наблюдаются лишь в очень малых кластерах (в так называемом «среднем порядке»). Обычно это смеси (переохлаждённый ассоциированный раствор), в которых создание кристаллической твёрдой фазы затруднено по кинетическим причинам.
Стеклом можно называть любой материал в аморфном твёрдом состоянии, но в общепринятой научной и практической лексике стёкла отличают от твёрдых полимеров, которые также пребывают в аморфном состоянии ввиду огромной длины своих молекул.
Термин стеклообразное состояние обязан своим происхождением стеклу — широко применяемому неорганическому материалу, который, как правило, находится в аморфном метастабильном состоянии. Однако, в настоящее время существуют и другие прозрачные материалы, например, оптические, а также — кристаллические и органические стёкла; и если оптическое физико-химически можно в полном смысле именовать стеклом — последние в таком понимании к стёклам не относятся[1].
В природе имеются некоторые жидкости, которые в обычных условиях эксперимента невозможно перевести при охлаждении в кристаллическое состояние. Молекулы отдельных органических полимеров столь сложны, что образовать регулярную и компактную решётку не могут — при охлаждении всегда переходят только в стеклообразное состояние[2]. Редкий вариант «некристаллизуемости» жидкости — переход в стеклообразное состояние при температурах, близких к температуре ликвидуса TL или даже более высоких. Подавляющее большинство жидкостей при температурах ниже TL при больших или меньших изотермических выдержках, но в разумной с точки зрения эксперимента длительности, всегда переходят в кристаллическое состояние. Для жидкостей определённых химических соединений подразумевается не TL, а температура плавления кристаллов, но для упрощения — точки отсутствия (солидус) и начала кристаллизации здесь обозначены TL вне зависимости от однородности вещества. Возможность перехода из жидкого в стеклообразное состояние обусловлена скоростью охлаждения в той области температур, где наиболее высока вероятность кристаллизации — между TL и нижней границей интервала стеклования. Чем быстрее охлаждается вещество от состояния стабильной жидкости, тем вероятней то, что оно, минуя кристаллическую фазу, перейдёт в стеклообразное. Любое вещество, способное перейти в стеклообразное состояние, может характеризоваться так называемой критической скоростью охлаждения — минимальной допустимой, при которой оно после охлаждения обратимо для перехода в стеклообразное состояние.[1]
Уникальное строение стекла, которое не является ни твёрдым телом, ни очень вязкой жидкостью, формируется в результате того, что атомы твердеющего стекла не успевают занять свои «правильные» позиции в кристалле, — по имеющей место одной из множества гипотез — запирая друг друга в 20-гранные группировки[3].