研究报道,添加适量Y元素会显著提高ZrCuAl金属玻璃体系的非晶形成能力。差热扫描量热分析显示具有最优玻璃形成能力Zr42Cu46Al7Y5金属玻璃合金成分在超过冷液相区有明显的异常放热峰,暗示会发生液态相变。原位中子衍射和同步辐射高能X射线衍射实验发现Zr44Cu46Al7Y3和Zr42Cu46Al7Y5金属玻璃相比于没有结构异常变化的参考合金成分Zr47Cu46Al7,它们在被加热到结晶点之前、异常放热峰温度区间时会出现新型非晶亚稳相。具体表现为结构因子曲线第一最强衍射峰会出现新的馒头状肩峰,同时其峰强和峰位随温度变化曲线会出现明显斜率变化,表明在异常放热温度区间会发生堆积密度变化的结构相变。同步辐射对分布函数分析揭示相比于局域拓扑或化学短程序的变化,中程序的结构协同演变可能是该相变发生的主要原因。小角中子散射结果显示相比参考合金体系,Zr44Cu46Al7Y3和Zr42Cu46Al7Y5金属玻璃会析出纳米异质结构,进一步模型拟合证明该亚稳析出相为核-壳结构。透射电子显微分析观察表明,加热到异常放热温区后样品仍然为非晶态,且未观测第二相析出物存在的衬度,排除了相分离的可能,进一步表明该液态相变可能为熵驱动的液-液相变。热机械分析实验发现Zr42Cu46Al7Y5金属玻璃在异常放热峰附近会产生体积异常收缩,也印证了液-液相变的发生。Zr44Cu46Al7Y3和Zr42Cu46Al7Y5在异常放热峰温度区间保温过程中非晶亚稳相的析出动力学原位中子和同步辐射衍射结果表明,亚稳相的结构不同于原始非晶态也不同于晶化相,且Zr42Cu46Al7Y5产生的亚稳相比Zr44Cu46Al7Y3产生的亚稳相具有更高的稳定性。保温过程中亚稳相和结晶相的衍射峰强度积分曲线表明亚稳相和结晶相始终呈现此消彼长的态势,暗示亚稳相会提高过冷液体的稳定性从而抑制整体晶化过程。我们研究结果表明,Y元素添加可能导致Zr Cu基合金体系具有独特的中程序结构,其对晶化过程的阻挫能力可能是该合金体系优异非晶形成能力原因之一。综上所述,本文利用原位中子和同步辐射衍射等原位无损检测手段,探明了Zr Cu Al Y金属玻璃中液-液相变多尺度微观机制,从结构相变的角度解释了Zr Cu Al Y合金具有优异玻璃形成能力的可能原因。为将来开发具有优异玻璃形成能力以及性能可调控的铜锆基大块金属玻璃提供了参考。