Al基非晶合金的比强度高、韧性好、耐蚀性优异,因此具有广阔的应用前景。然而目前Al基非晶合金棒状试样的最大直径仅能达到2.5 mm,极大限制了该类材料的工程应用。深刻认识制约Al基非晶合金玻璃形成能力的因素、寻找更好玻璃形成能力的Al基非晶合金就成为非晶合金领域极其重要的问题。为此,本文首先总结分析了现有Al基非晶合金的成分设计理论,在此基础上提出了一种新的预测Al基非晶合金最佳成分的方法;接着开展了 Al基非晶合金同类元素置换情况下晶化行为的研究,以期对晶化过程中初生相的析出规律、热稳定性以及初生相与玻璃形成能力间可能的关系有所认识。取得的主要研究成果如下:将电子系统稳定性理论（Kp=2KF准则,其中Kp为伪布里渊区界面直径,KF为费米球面半径）、团簇高效密堆模型（Efficient Cluster Packing,ECP）中的短程团簇结构和同时密堆模型（Simultaneous Efficient Packing,SEP）相结合,同时考虑到Al基非晶合金的成分特点,提出了一种预测Al基三元合金最佳非晶形成成分的方法,即:在成分三角形中,满足电子系统稳定性的合金成分为一条曲线,满足原子高效密堆的合金成分为一条直线,两条线的交点同时满足电子系统稳定性和原子高效密堆,应当具有最佳玻璃形成能力。此方法预测的Al-Ni-La合金的最佳非晶形成成分与目前文献中实验结果很接近,预测Al-Co-Y合金最佳非晶形成成分亦取得了较好效果。对实验确定的Al-Ni-La合金玻璃形成最佳成分Al85.5Ni9.5La5及其周围相近的六个成分 Al85Ni10La5、Al85.5Ni10La4.5、Al86Ni9.5La4.5、Al86Ni9La5、Al85.5Ni9La5.5和Al85Ni9.5La5.5的合金,分别用Gd逐渐置换其中的La,研究了稀土原子置换对Al基非晶合金晶化过程中初生相和热稳定性的影响。结果发现,Gd逐渐置换La,总体上会降低Al-Ni-（La,Gd）非晶合金的热稳定性,促进第一阶段晶化析出单一 α-Al相。综合溶质原子尺寸、富铝化合物熔点和ECP模型下溶质原子配位数,本文提出了表征Al-TM-RE（TM-过渡族元素,RE-稀土元素）非晶合金热稳定性的新参数μ,此参数与Al-Ni-（La,Gd）非晶合金的晶化起始温度Tx拟合系数高达0.89,与文献中Al-（Fe,Co,Ni,Cu）-（La,Y）非晶合金的晶化起始温度Tx也具有0.75的拟合系数。通过对众多Al-TM-RE非晶合金晶化初生相的类型进行分析,认为Al-TM-RE非晶合金晶化初生相与溶质原子大小、溶质含量以及溶质元素对应的富铝化合物的溶质含量有关。溶质原子越大,溶质含量越高,富铝化合物中溶质含量越低,越有利于化合物作为初生相析出。反之,则有利于α-Al初生相的析出。通过分析前过渡族元素Ti、Zr置换Ni对Al86Ni9La5非晶合金热稳定性和晶化初生相的影响,发现随着Ti或Zr含量的增加,非晶合金的热稳定性均先提高后降低。其中,Ti少量置换Ni即可显著提高热稳定性,并使初生相中出现亚稳相,而Zr置换Ni提高热稳定性的效果不如Ti显著,同时初生相仍然保持单一 α-Al相不变。其原因可能是,Zr 比 Ti更倾向于与溶质原子Ni和La结合,使部分本应与Ni和La结合的Al原子被取代而聚集,形成的不均匀结构进而影响到了晶化行为。