Al基非晶因为具有高强度、高耐蚀性、低密度等优异性能及在航空航天中的潜在应用，在国际材料界及工业界引起了广泛关注。非晶形成能力研究，特别是用热力学方法预测非晶合金的形成能力是非晶研究的重要方向之一。用热力学方法预测非晶合金形成能力的关键是要有可靠的相图和热力学信息。作为国家自然科学基金项目《Al-Ce-Mn-Ni体系相图与非晶准晶形成关系研究》的主要部分，本论文通过实验测定和相图计算CALPHAD技术、结合第一原理方法计算化合物生成焓，对Al-Ce-Mn-Ni体系中Ce-Mn二元系、Al-Ce-Mn三元系和Al-Ce-Ni三元系的相关系进行了系统研究。在此基础上，对Al-Ce-Ni体系的非晶形成能力与热力学的关系进行了研究。本论文主要研究成果如下： (1)用XRD、SEM/EDX方法准确测定了Al-Ce-Mn-Ni体系中Ce-Mn二元相图。在此基础上结合DTA实验测定零变量反应温度和液相温度，用CALPHAD方法首次对Ce-Mn体系进行热力学优化计算，获得了一套描述Ce-Mn体系的热力学参数。获得的参数成功用于Al-Ce-Mn体系的热力学优化。 (2)用XRD、SEM/EDX和EPMA技术结合物相晶格常数分析，对既能形成非晶又能形成准晶的Al-Ce-Mn体系500和600℃的相关系进行了系统的实验研究。实验证实500和600℃都存在化合物τ1(Al10CeMn2)。实验构筑了Al-Ce-Mn体系500和600℃的等温截面。根据实验结果，对Al-Ce-Mn体系富Al端进行了热力学优化，获得了一套描述该体系的热力学参数。 (3)用XRD和SEM/EDX技术结合X-射线晶格常数分析，对Al-Ce-TM(TM-过渡金属)体系中具有强非晶形成范围的Al-Ce-Ni体系中的三元化合物和500℃和800℃的相平衡进行了系统的实验研究。实验首次确定了化合物τ7(Al7CeNi2)的晶体结构和成分。实验发现三个新的三元化合物：500℃时存在化合物τ3(Al35Ce16.5Ni48.5)；800℃时存在化合物τ11(Al59.8Ce12.1Ni28.1)和τ12(Al40.3Ce30.4Ni29.3)。实验初步确定τ12的晶体结构为正交结构。在此基础上构筑了Al-Ce-Ni体系500℃和800℃等温截面。基于可靠的Al-Ce-Ni二元系参数，利用热力学外推计算方法对富Ni端存在液相的原因进行了热力学分析和实验验证。热力学计算表明：富Ni端Al含量大于1at.％时，800℃将出现液相。XRD、SEM/EDX和DTA实验验证了热力学计算的结果，修正了文献中的错误，进一步说明本工作实测相图的准确性。综合运用实验、第一原理计算和CALPHAD方法首次对Al-Ce-Ni体系富Al端进行了热力学优化，优化得到了一套自洽的描述Al-Ce-Ni体系富Al端的热力学参数。通过CALPHAD方法优化得到的化合物生成焓与实验测定及第一原理方法计算的生成焓很好的一致。用优化的参数计算的Al-Ce-Ni体系相图与实测相图很好的一致。计算的垂直截面及零变量反应与DTA实验结果也很好的吻合。 (4)根据热力学优化结果，研究了Al-Ce-Ni合金的非晶形成能力与Al-Ce-Ni体系相图的关系。研究表明Al-Ce-Ni体系容易形成非晶的合金成分远离共晶区域，即Al-Ce-Ni非晶的形成不存在深共晶的概念。研究发现Al-Ce-Ni组元间负的液相混合焓是影响Al-Ce-Ni非晶形成的一个重要因素。容易形成非晶的Al-Ce-Ni合金的液相混合焓在(-15至-49kJ/mol)之间。负的液相混合焓提高了过冷液相的稳定性。高溶质含量的Al基Al-Ce-Ni合金增强了形成化学短程有序的趋势，提高了原子堆垛效率及过冷液体的流动性，从而更容易形成非晶。共晶成分的合金由于不太负的液相混合焓(～8kJ/mol)难以形成非晶。熔体旋淬制备Al-Ce-Ni非晶合金实验研究结果表明Al-Ce-Ni合金的非晶形成能力与液相混合焓不成正比。对过冷液相中各晶体相析出的驱动力计算结果表明：过冷液相中各晶体相驱动力小的合金的非晶形成能力强。因此得到：合金组元间有较负的混合焓(≤-15kJ/mol)和各晶体相驱动力最小可以作为判断Al基非晶合金非晶形成能力的两个判据。