非晶态合金具有高强度、高弹性、高断裂韧性、优良的耐蚀性和磁性能等优异性能,当前已发展成为最活跃的金属材料研究领域之一。作为一种具有独特原子结构的金属材料,与之相关的大量基础科学研究也推动了人们对液体和玻璃材料的深入理解。但是由于缺乏对非晶态合金形成本质和微观结构的完全理解和精确描述,人们很难明确清晰地认识和解释非晶态合金的各种独特性能,也缺乏对性能优化的理论指导,这种状况给非晶态合金的工业化生产和商业应用带来诸多困难。　　 本论文工作通过控制非晶态合金的凝固条件,如浇铸温度、模具温度、模具种类、冷却速度等,讨论和分析凝固过程控制对非晶态合金的形成和力学性能的影响,建立比较统一的制备工艺-结构-性能之间的关系。　　 本文详细研究了浇铸温度(即合金熔体温度)对非晶态合金形成的影响。随着浇铸温度的升高,合金的非晶形成能力先升高后下降,即能形成非晶的浇铸温度存在一个特定范围。合金的非晶形成能力随着浇铸温度的升高而提高,主要归因于浇铸温度的升高能消除熔体中的局部原子团簇和残留的难熔晶态相。但浇铸温度的升高会导致实际冷却速率的降低和熔体中氧含量的增加,不利于非晶合金的形成。通过平衡以上几者之间的影响,确定了Zr64.9Al7.9Ni10.7Cu16.5和Zr47Cu37.5Ag7.5Al8合金的最优浇铸温度,综合提出了浇铸温度对非晶合金的表征形成能力影响机制的两种模式。　　 运用等温退火实验和通过Kissinger分析方法建立的连续加热转变曲线评价了不同熔体温度的两种Zr基非晶合金条带的长程热稳定性。高温甩带的非晶合金具有更好的热稳定性,其归因于熔体中预存的亚稳局部有序团簇随着浇铸温度升高而消融,随后获得的非晶态结构中局域结构数量也大幅降低,在加热过程中晶体将难于形核长大。对于Zr64.9Al7.9Ni10.7Cu16.5和Zr47Cu37.5Ag7.5Al8两种合金,既能形成非晶态又能获得高的热稳定性的最优浇铸温度范围是1450～1550 K。浇铸温度对非晶态合金的力学性能的影响分两种情况:当浇铸温度低于1550 K时,非晶合金的压缩断裂强度随着浇铸温度的升高而逐渐增加。当浇铸温度升高到1550 K以上时,非晶基体中形成的硬质晶态相引起显微硬度和密度的增加和压缩强度的急剧降低。　　 适当地提高模具温度有利于非晶合金的形成和样品表面质量的改善,而更高的模具温度会减弱合金体系的非晶形成能力。对于Zr64.9Al7.9Ni10.7Cu16.5和Zr47Cu37.5Ag7.5Al8合金,最好的模具温度约是353 K。模具温度对非晶合金形成的有利影响归因于合金熔体和铜模之间热交换效率的提高和液态合金与铜模内壁间润湿性的改善。低温模具制备的Zr64.9Al7.9Ni10.7Cu16.5非晶合金具有较高的压缩断裂强度,这与基体中析出100 nm量级的纳米晶有关。模具温度从室温增加到353K时,压缩断裂强度σcf逐渐提高。当模具温度增加到453 K,析出尺寸和分布更加不均匀的晶态相,导致压缩强度降低。　　 采用不锈钢模具浇铸时,随着浇铸温度和模具温度的升高,合金的非晶形成能力逐渐下降,不锈钢模具的低热导率导致冷却速率的大幅降低成为制约非晶形成的主导因素。因此,模具材质可改变浇铸温度和模具温度影响非晶合金形成的温度范围。另外,本文第七章初步讨论了添加高熔点金属Nb和Ta对Zr基非晶合金的形成能力和性能的影响。