非晶合金因其无序的结构表现出独特的物理和化学性能,但大块非晶合金的设计尚缺乏有效的理论指导。由于非晶与其晶化相之间存在结构遗传性,本文从非晶合金晶化相中构建了团簇模型,利用基于密度泛函理论的离散变分法研究了Al、Ga的加入对Cu基合金非晶形成能力的影响,为设计大块非晶合金提供理论指导。 强磁场应用于纳米复合磁性材料的制备,有助于控制硬磁相和软磁相的析出,可望大幅提高磁体的磁性能。但要确定适合的工艺参数,需要了解强磁场下Nd-Fe-B基非晶合金的晶化行为。于是本文主要研究了强磁场下Nd-Fe-Co-B非晶合金的晶化行为,分析了强磁场对磁体微结构和磁性能的影响,并从电子层次研究了非晶晶化过程。主要结论如下: 1.构建了Cu₆Zr₅团簇模型,利用离散变分法研究了Al、Ga原子的加入对Cu-Zr合金非晶形成能力的影响。结果表明,少量Al、Ga原子的加入,提高了团簇稳定性,非晶形成能力提高。但过多Al、Ga原子的加入,团簇稳定性下降,非晶形成能力降低。 2.通过示差热分析（DTA）、X射线衍射（XRD）、透射电镜（TEM）和振动样品磁强计（VSM）等实验手段,研究了Nd-Fe-Co-B非晶合金在强磁场下的晶化行为,以及强磁场对微结构和磁性能的影响。结果表明,Nd₅Fe₇₀Co₈B₁₇非晶合金的晶化过程为:非晶→α-Fe+Fe₃B+Nd₂Fe₂₃B₃→a-Fe+Nd_1.1Fe₄B₄;而Nd₉Fe₇₈Co₈B₅为:非晶→α-Fe+TbCu₇型相→α-Fe+Nd₂Fe₁₄B。强磁场促进了非晶晶化,加速了Fe₃B/Nd₂Fe₂₃B₃向α-Fe/Nd_1.1Fe₄B₄以及TbCu₇型相向Nd₂Fe₁₄B的转变;同时细化了晶粒,使晶粒尺寸均匀,增强了软硬磁性相间的交换耦合作用,提高了磁体的磁性能。 3.从团簇角度分析了晶化相的结构联系,发现在Nd₂Fe₂₃B₃相、TbCu₇型相和Nd₂Fe₁₄B相中,以Nd原子为中心构建的团簇具有明显的结构相似性。从电子层次研究了非晶晶化过程中结构稳定性的变化,结果表明,Nd₂Fe₂₃B₃相和TbCu₇型相的团簇结构稳定性较低,而Nd_1.1Fe₄B₄相和Nd₂Fe₁₄B相的团簇结构稳定性较高,显示出晶化过程是亚稳结构向稳定结构转变的过程。