传统的晶体学描述方法已无法满足对复杂合金相的描述。团簇作为一种新的结构与成分描述方法在合金相和金属玻璃的研究中得到广泛应用。团簇可以通过描述母相的局域原子结构对功能材料进行成分设计，这样就打破了以往制备金属玻璃合金时的无定量的设计思路。基于之前运用“团簇加连接原子”这种团簇式模型描述准晶和金属玻璃，我们将这种方法推广到对合金相的宏观成分和微观结构的描述。本文的研究内容及研究成果如下:　　 1.由于团簇的配位原子并不在同一壳层，所以如何精确定义团簇是本文首要解决的问题。本文利用Miracle模型和径向原子数密度两种方法定义团簇，并将这两种方法用于Al-Ni-Zr和B-Co-Si两个合金相体系中。通过比较研究发现径向原子数密度这种方法可更精准的定义团簇的密堆性。　　 2.通过对Al-Ni-Zr和B-Co-Si两个体系的合金相进行团簇的研究，发现团簇的原子并不是孤立存在的，而是通过不同的共享原子方式在合金相中联系在一起。共享后的团簇称为有效团簇，所以合金相可用团簇式，即[有效团簇]（连接原子）x表示。　　 3.由于每个合金相都有多个原子占位，这样就有多个团簇式表示其合金相的结构与成分，为了能够找到一个最能够代表合金相局域原子结构特征的团簇，提出了主团簇的概念。在提出主团簇的概念时首先要考虑的是团簇的密堆性，其次是团簇的共享度和离散度，为了简化筛选程序，我们将它们的乘积综合起来考虑。　　 4.利用主团簇进行金属玻璃合金的成分设计。例如，催化性能极强的二元合金相Zr67Ni33，通过团簇式可以表示为Zr67Ni33=[Ni3Zr9](Ni2Zr)。又如Zr63.7Al9.0Ni27.3是很好的金属玻璃，可用团簇式表示为Zr63.7Al9.0Ni27.3=[Ni3Zr7](Al)，Ni3Zr9和Ni3Zr7分别是合金相Al2NiZr6(InMg2)和NiZr(BCr)的主团簇。　　 5.进一步扩展了团簇的应用，将团簇的研究方法应用于对共价化合物的描述，其中以第五主族氮化物为例。共价化合物没有合金相复杂，心部原子均孤立存在，壳层上的原子相互共享。同样也可以通过团簇式对共价化合物进行成分设计。例如，富In的氮化物In0.75Ga0.25N=[GaN4](In)3。　　 综上所述，团簇不仅可以应用于合金相和金属玻璃中，也可以应用于共价化合物中，在成分设计上具有广泛的应用前景，并有望帮助研究者们进行材料研究的成分设计。