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自从A.Inoue于1996首次在Nd-Fe-Al三元体系中制备出具有高非晶形成能力的Nd基非晶合金以来,Nd基块状非晶合金由于良好的力学性能和优异的磁性能而得到大量的关注。但是,迄今为止,研究者仅是从热力学的角度对Nd基非晶合金的形成能力进行了研究,缺乏从微观结构的角度对Nd基非晶合金形成能力的理解和描述。本论文工作试图从微观结构的角度,利用团簇去理解和设计具有大形成能力的Nd基非晶合金成分。本文首先系统的研究了Nd-M (M=Fe, Ni, Co, Cu, Zn和A1)等二元体系中的团簇,通过团簇加密堆积模型比对团簇和相应二元相图中的共晶点成分,最终选取Nd-Ni二元团簇作为Nd基二元团簇中的代表团簇加以研究。依据团簇加粘结原子模型,Nd-Ni二元体系中富Nd的深共晶点成分Nd81Ni19、 Nd73Ni27和Nd65Ni35可以分别表达为：[Ni-Nd9](Ni)1, [Ni-Ni2Nd7](Nd)1和[Ni-Ni2Nd7](Ni)1。通过改变粘结原子和利用相似元素替代的方法,最终在Nd基四元成分和五元成分中获得了具有高非晶形成能力的成分。其中,四元Nd基成分Nd63.64Cu18.18Ni9.09Al9.09可以利用铜模浇铸法形成5mm的非晶棒材。五元Nd基成分Nd50La13.64Cu18.18N19.09Al9.09可以利用铜模浇铸法形成6mm的非晶棒材。相似元素Cu和La分别取代团簇壳层中Ni原子和Nd原子,体系的形成能力随之增强。从结构的角度上来说,团簇壳层的拓扑密堆积程度的增加是引起体系形成能力增强的原因。从热力学混合焓和混合熵的角度看,2Cu原子取代团簇Ni-Ni2Nd7壳层上的Ni原子后,体系的△Hmix的值从-31.8kJ/mol增大了-25.3kJ/mol,幅度为20.4%,体系的混合熵的值也同时增大16.0%,这是体系的非晶形成能力增大的原因：1.5个La原子替代团簇Ni-Cu2Nd7壳层上的Nd原子后,体系的△Smix极大地增大了,从热力学混合熵的角度看,这是相似原子La取代Nd后,体系非晶形成能力极大增加的原因。