铁基块体非晶合金展现出众多引人注目的物理特性,诸如超高的强度、高耐磨性、优秀的软磁性能、独特的磁热效应等等,在相关功能材料和凝聚态物理学研究中具有较高的科学重要性,此外节能环保、成本低廉的优势使其在工业领域中有极大的应用价值。近年来铁基块体非晶合金的发展迅速。研究过程中,开发具有优异性能和功能特点的新材料以及认识结构和物理性质之间的关系是不变的主题。在此背景下,本文对铁基块体非晶合金的非晶形成能力和独特的自旋玻璃行为进行了系统的研究。首先,以Fe-Co-Cr-Mo-C-B-Tm合金体系为基础,通过改变C/B原子百分比得到Fe₄₂Co₆Cr₁₅Mo₁₄C_xB_21-xTm₂（x=9,11,13,15,17）非晶合金,发现C/B原子百分比有效调控体系的非晶形成能力高达厘米级。通过改进铸造方式得到直径达16.52 mm的非晶合金锭。在提高非晶形成能力的同时,合金体系的力学性能得到提升,最大压缩断裂强度可达4882 MPa。对合金系热学测试的结果表明C/B原子百分比的变化影响其过冷液体热稳定性和脆性,其过冷液体脆性系数m在44-51之间,随着C含量的增加,m先减小后增加,在C含量为15时取得最小值,变化规律与非晶形成能力的变化一致。m值的降低说明过冷液体更接近阿伦尼乌斯行为,对应更好的非晶形成能力和力学性能。对合金体系做等温晶化退火,由Avrami指数变化发现随C含量增加,合金晶化过程发生变化,C含量相对较少时是形核速率增大的长大过程,C含量相对较多的时候转变为形核速率减小的长大过程。非晶合金体系的XPS测试结果说明C/B原子比改变合金的电子结构,从而显著影响非晶形成能力,具有最佳非晶形成能力的合金对应最小的B 1s和C 1s结合能,说明原子排布更加致密,合金密度测试结果同样证实这一结果。对合金的磁学研究发现Fe₄₂Co₆Cr₁₅Mo₁₄C_xB_21-xTm₂（x=9,11,13,15,17）非晶合金体系具有明显的自旋玻璃行为。为进一步研究这一现象,本文对合金体系进行磁性能测试,研究表明合金体系在室温下呈顺磁性,低温下直流带场冷却和零场冷却磁化曲线出现分叉,随着C含量的增加合金居里温度有所提高而体系冻结温度基本保持为8 K不变。对合金的交流磁化率测量发现交流磁化率峰值位置随频率的增加向高温方向移动,拟合得到合金弛豫时间与所报道的典型自旋玻璃系统一致。在等温磁化测量中,低温低场下合金体系也表现出自旋玻璃特点,Arrot曲线表明自旋玻璃-铁磁转变为一级磁相变,铁磁-顺磁的转变为二级磁相变,非晶合金在磁相变处有明显的磁热效应并且磁熵变峰值随外场增大向高温移动。最后,本文通过调节非晶合金体系中稀土元素的含量研究了Tm元素对Fe_44-xCo₆Cr₁₅Mo₁₄C₁₅B₆Tm_x（x=0,2,4,6）非晶合金性能的影响。研究表明Tm的添加使合金在一个较宽的成分范围内保持较大的非晶形成能力。少量Tm元素的添加有利于提高合金的力学性能和合金体系过冷液体热稳定性。合金在室温下呈顺磁性,低温下同样表现出明显的自旋玻璃行为。随Tm含量增加,合金的磁化强度和居里温度逐渐降低,自旋冻结温度提高,这与合金中的反铁磁耦合作用以及交换积分相关。