随着现代工业的迅速发展，对金属材料的性能要求越来越高，迫切需要新一代金属材料的研发和生产。传统金属材料主要局限于纯金属和二元合金，结构比较简单，一个晶胞中一般只有几个或者数十个原子。高性能的金属材料有可能存在于大量未开发的三元或者四元合金。这类合金单胞参数巨大，晶胞中原子众多（数百甚至上千）并形成大量原子簇，结构非常复杂，被称为复杂金属合金（Complex Metallic Alloys）。了解复杂金属合金的结构会有助于新材料的设计和性能的预测，但是解析这样的晶体结构比较困难。Al-Cr二元合金相图中富铝一端存在几个十次准晶近似晶体相，这些相的单胞参数也很大，且含有大量二十面体原子簇。它们的结构研究不仅有助于更好地理解Al-Cr十次准晶的结构，也有助于理解复杂金属合金中原子簇的组合方式。本论文便是在这样的背景下展开的，主要包括以下内容：通过中频感应炉加热熔炼后快速冷却的方法，在名义成分为Al₁₁Cr₂的合金铸锭的缩孔中得到了η-Al₁₁Cr₂相的单晶体，确认该相确实存在。综合选区电子衍射和单晶X-射线衍射分析，解释了历史上对该相单胞错误认识产生的原因。得到了η-Al₁₁Cr₂相精确的单胞参数α=1.77348（10）nm，b=3.04615（18）nm，c=1.77344（10）nm，β=91.0520（12）°，确认空间群为C2／c。测得η-Al₁₁Cr₂相的化学成分为Al_83.8Cr_16.2。通过热处理，在Al₁₁Er₂合金的基体中也得到了η-Al₁₁Cr₂相。在金相实验中，观察到了包晶反应μ-Al₄Cr+L（Al）（?）η-Al₁₁Cr₂，证实了该反应的存在；同时，也观察到了共析反应η-Al₁₁Cr₂（?）μ-Al₄Cr+θ-Al₇Cr，与文献中的热力学计算结果相符。运用单晶X-射线衍射结构解析的方法，成功解出了Al-Cr十重对称准晶近似相单斜η-Al₁₁Cr₂和六方μ-Al₄Cr的晶体结构。η-Al₁₁Cr₂相由一个独立的二十面体层块（PFP’）沿（101）晶面的法线方向堆垛，每四层为一个周期。这个二十面体层块由五条平行的二十面体链α，β，γ，γ^*和β^*相互联接而成，其中α，β，γ为独立的二十面体链，β^*和γ^*通过处于b=1／4处的n滑移面由β，γ生成。μ-Al₄Cr相由两个独立的二十面体层块（P₁F₁P₁’）和（P₂F₂P₂^m）在c轴方向交替堆垛，共四层。两相之间存在关系c_μ≈2d_（101）η≈2.485nm。η-Al₁₁Cr₂相中的二十面体层块（PFP’）与μ-Al₄Cr相的一个二十面体层块（P₁F₁P₁’）具有很多相似的结构特征。两个相在伪十次轴方向呈现为一系列平行二十面体链的不同组合，连接这些二十面体链的中心，可以形成按一定规律排列的Penrose拼块。通过对比μ-Al₄Cr相和μ-Al₄Mn相的晶体结构，确认二者等结构，证实了Cr原子和Mn原子在μ相中的完全可置换性。通过原位加热电子显微镜观察，单斜η-Al₁₁Cr₂相在800℃加热保温2小时后，三个主要带轴电子衍射花样中的超结构弱衍射点消失，且单斜角变为直角，从而转变为一个新的体心正交相O-Al₁₁Cr₂。这说明η-Al₁₁Cr₂相不但在降温的过程中不稳定，而且在较高温度时也会发生变化，由有序转为无序态。由于电子衍射花样具有伪十重旋转对称性，O-Al₁₁Cr₂相也是十重准晶近似相。