非晶合金因其优异的力学性能和物理、化学性能近年来备受关注。Zr-Cu-Al体系是经典的非晶合金形成体系,通过添加稀土元素其非晶形成能力有望得到进一步的提高。本文采用CALPHAD技术建立了Zr-Cu-Al-Gd体系的热力学描述,基于相图热力学设计了Zr-Cu-Gd和Zr-Cu-Al-Gd非晶合金成分并对其非晶形成能力进行了实验研究。主要开展了以下工作:1.采用合金法,通过扫描电镜/能谱(SEM/EDS),X射线衍射(XRD)和差示扫描量热法(DSC)实验测定了Zr-Cu-Gd体系823 K和923 K等温截面并获得了各合金样品的相转变及凝固过程的初晶相信息。2.在实验研究的基础上,采用CALPHAD方法优化了Zr-Cu-Gd三元系相图,建立了合理的热力学描述。由于本工作采用Gd的最新晶格稳定性参数,Cu-Gd二元系的热力学参数在文献报道参数的基础上进行了调整。3.综合Zr-Cu-Al、Zr-Cu-Gd、Zr-Al-Gd和Al-Cu-Gd四个子三元系的热力学参数外推建立了Zr-Cu-Al-Gd四元体系的热力学数据库。其中,Al-Cu-Gd体系的热力学参数在文献报道的基础上进行了相应调整。4.采用建立的Zr-Cu-Gd和Zr-Cu-Al-Gd体系的热力学数据库,计算获得共晶反应,在可能形成非晶的共晶点设计合金成分。采用甩带法制备合金条带,并通过XRD进行结构表征。采用DSC测定其非晶转变温度(T_g)、晶化温度(T_x)、液相线温度(T_l),并用参数判据分析其非晶形成能力。