本文采用分子动力学模拟快速凝固过程中Ti-Al合金微观结构的演化,并从结构角度描述了Ti-Al合金玻璃形成的过程。首先,研究了快速凝固中冷速对非晶态Ti-Al合金短、中程有序结构的影响。当冷速为1011 K/s时,系统中二十面体短、中程有序结构生长更为完整。此外,从结构中程有序的角度分析了不同团簇的连接方式和二十面体团簇的网络连通性。通过研究二十面体团簇中心原子相连的特殊构型在凝固过程中的演化规律,发现非晶态Ti-Al合金中二十面体中程有序结构。同时,定义了可以更加准确、敏感地区分出在快速凝固中二十面体中程有序网络结构的网络连通性在不同阶段变化的表征方法。在玻璃转化温度附近等温弛豫TiAl3合金,明显地提升了系统中FK多面体团簇的数目和FK多面体团簇与二十面体团簇及其自身的连接率,特别是Z16 FK多面体团簇。接着,在结构中程有序的基础上研究了Ti-Al合金快速凝固中纳米级团簇的生长规律。发现基于“六边形”二十面体纳米级团簇的外延二十面体团簇可以持续、稳定地生长,且“六边形”二十面体纳米级团簇在凝固过程中有较强的结构稳定性。在玻璃转化温度附近等温弛豫时,虽然FK多面体团簇在等温弛豫的后50 ns的增长较缓慢,但后50 ns对Z16 FK多面体团簇重新排布及构成“五边形”纳米级团簇有至关重要的影响。最后,研究了不同配比的Ti-Al合金在快速凝固过程中非晶态和晶态结构的形成。在得到的非晶态Ti-Al合金中,TiAl3合金中二十面体团簇数最多。在得到的纳米晶Ti3Al合金中形成发现了共格孪晶。