经典形核理论认为,过冷熔体中晶核的形核率随着过冷度的增大而升高,当温度接近玻璃转变温度T_g时,形核率将会达到最大值。另一方面,在深过冷环境下,合金熔体的动力学非常不均匀,这有可能影响形核规律,导致非经典形核现象出现。本文研究内容就非经典形核过程提出一种新的理论机制。本文以分子动力学（Molecular Dynamic,MD）模拟为基础并结合Forward Flux Sampling（简称FFS）方法研究了极深过冷液态Cu₆₀Zr₄₀和Ni₅₀Al₅₀合金的体相及薄膜中的晶胚生长过程,计算了晶胚的生长维度、应力分布以及晶胚与液体之间的界面能,分析了晶胚的微观结构,揭示了极深过冷条件下非经典形核机制。通过FFS模拟观察到了极深过冷液态Cu₆₀Zr₄₀及Ni₅₀Al₅₀合金中的晶胚形成过程。通过计算它们的形核概率,并经过对比分析发现Cu₆₀Zr₄₀合金的形核概率远远小于Ni₅₀Al₅₀合金的形核概率。事实上,在极深过冷条件下Cu₆₀Zr₄₀合金的形核被完全抑制。为了揭示影响晶胚生长的因素,我们分别计算了两种合金中形成晶胚的形状维度,结果发现Cu₆₀Zr₄₀合金的晶胚以二维分叉方式生长,而Ni₅₀Al₅₀合金的晶胚生长却接近于三维球状。造成生长维度差异的主要原因是,在极深过冷环境下Cu₆₀Zr₄₀合金的动力学表现出不均匀性,这种不均匀性导致施加在晶胚上的应力呈现强烈的各向异性,从而使晶胚以分叉的二维方式生长。而在Ni₅₀Al₅₀合金的熔体中,这种应力的各向异性并不明显,造成晶胚的生长形貌呈三维球状。生长形态的差异决定了界面自由能在形核中扮演着不同角色。Cu₆₀Zr₄₀熔体中晶胚的二维生长方式使得界面自由能主导着形核过程,导致形核被抑制,从而有利于非晶态转变;在Ni₅₀Al₅₀熔体中,由于三维球状生长,体积自由能之差仍然是决定形核规律的主要因素,形核过程仍遵循经典形核规律。通过对极深过冷液态Cu₆₀Zr₄₀及Ni₅₀Al₅₀合金的晶胚生长的对比,我们可以得出极深过冷熔体中形核的一般性规律:在极深过冷环境中,液体的动力学和应力分布不均匀性显著,晶胚的生长受到各向异性应力的影响,呈现二维发散状形态,从而引起界面能的不断增大,进而严重阻碍晶胚的进一步生长,甚至抑制结晶的发生。