本文概述了选题的背景,非晶合金的发展和应用;介绍了非晶合金的微观结构,CuZr合金非晶形成能力的研究进展,分子动力学模拟方法和微观结构的表征分析方法。CuZr合金成本低,实验数据丰富,且非晶形成能力比较强,是理论研究的重点关注对象。本文利用分子动力学模拟技术,选取合适的势函数,模拟CuZr合金在不同条件下的快速凝固过程,采用能量曲线、双体分布函数、最大标准团簇分析、拓扑密堆结构以及三维可视化等方法对模拟结果进行详细分析。通过分子动力学方法模拟不同尺寸的Cu64Zr36纳米液滴在1012 K/s下的快速凝固,分析发现,凝固得到非晶态纳米颗粒,La SCA输出的短程序特征长度（平均截断半径a Rc）随温度的变化特征能有效区分凝固过程金属体系的物态变化（液固转变）。纳米液滴的凝固过程经历了高温熔体、液液相变(起始温度Tll)、液固相变(起始温度Tls、结束温度Te（Tg）)和非晶固体四个阶段。基于拓扑密堆（TCP）结构的参数变化可以有效表征相变过程中的结构演变细节,并发现纳米液滴的凝固过程包括坯胎、聚集、长大和粗化四个阶段。液液相变区间TCP原子的快速增加,且TCP团簇的最大尺寸开始增加;液固相变区间是TCP团簇相互连接形成更大团簇的关键阶段。TCP原子与临界温度(Tll、Tls和Te（Tg）)随纳米颗粒的尺寸变化趋势一致,而Z12（二十面体）原子不存在这样的对应关系。模拟多个组分CuZr二元合金体系（Cu的百分含量为48～69%,共25个组分）在1012 K/s冷却速度下的快速凝固过程,分析其微观结构特征和微观结构随组分的变化规律。研究发现,合金中基于元素分类的偏PDF曲线难以解释总PDF第一峰的中心位置和第二峰的分裂现象;基于Z12原子的分析也难以解释,但基于TCP原子的偏PDF曲线合理解释了这两个峰的分裂。因此,拓扑密堆（TCP）结构是CuZr非晶合金体系的基本结构特征。PDF曲线上第一峰的半高宽、短程序结构CNS的数量以及主要的四种中程序结构的数量均难以解释非晶相密度随组分的变化特性。TCP原子的数量随着Cu含量的增加而增加,且在Cu的含量为50.6%、56.6%和63.1%附近取得局部极大值,与非晶相密度随Cu含量的变化特性一致。大多数的TCP La SC通过点共享（PS）、边共享（ES）、面共享（FS）以及体共享（VS）相互连接构成中长程序结构,各类连接的数量随组分的变化特性也与非晶相密度随组分的变化特性相同,正是这种紧密连接的方式使非晶结构更加稳定。总之,TCP结构是CuZr合金的结构特征,可合理解释非晶相密度随Cu含量的变化特性。本研究建立了非晶合金微观结构与非晶形成能力的相关性。