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准晶是一种固态有序相,其结构具有准周期平移序和非晶体学旋转对称性特征。因其独特的结构与性能,准晶材料至今仍是凝聚态物理相关领域的的重要课题,其中准晶的形成与稳定性问题一直受到广泛关注。本文根据复杂合金相的“团簇加连接原子”模型,从团簇角度对Zr-Ti-Ni系三元准晶的结构与成分特征进行剖析,并据此提出了Zr-Ti-Ni系准晶的团簇式成分设计方法,同时结合相关具体实验系统分析与研究了Zr-Ti-Ni系准晶的成分特点、形成能力、热稳定性与相变行为。论文主要成果如下：Zr-Ti-Ni系中θ-Zr2Ni (tI12-Al2Cu型)、η-Ti2Ni (cF96-Ti2Ni型)以及λ-TiZrNi (hP12-MgZn2型C14-TiZrNi Laves相)三种晶体相与Zr-Ti-Ni系准晶的形成关系密切。根据各相具体的原子占位信息,通过CARINE专业晶体结构分析软件,结合主团簇选取的密堆度与共享度准则,解析出上述三合金相的主团簇分别为Ni为心的Ni3Zr8与Ni4Ti9团簇以及Ti/Ni为心的Ti4.488Ni3.192Zr5.292团簇。基于这些准晶相关相的主团簇,构建了Zr-Ti-Ni系的三种准晶团簇成分式,并通过合金化得到相关准晶成分：在富Zr区,与准晶形成相关的二元共晶点成分Zr76Ni24可用团簇式表示成：[Ni3Zr8]Zr (=Zr75Ni25),其中,Ni3Zr。为θ相的主团簇；将该团簇式中的连接原子Zr替换为Ti以实现合金化,可得合金组分—-[Ni3Zr8]Ti,对应的原子百分比成分为Zr66.67Ti8.33Ni25;在富Ti区,相关共晶点成分Ti76Ni24可用团簇式表示为：[Ni4Ti9]Ti3(=Ti75Ni25);其中,Ni4i9是11-Ti2Ni的主团簇；连接原子Ti用Zr替换可得到[Ni4Ti9]Ti2Zr、[Ni4Ti9]TiZr2和[Ni4Ti9]Zr3三准晶成分,对应的原子百分比成分分别为Ti68.75Zr6.25Ni25、Ti62.5Zr12.5Ni25和Ti56.25Zr18.75Ni25;类似的,对于Ti/Zr含量接近的Ti39.5Zr39.5Ni21共晶点,其成分可用团簇式解析为[Ti4.488Ni3.192Zr5.29] Ti2Zr(＝Ti39.39Zr40.62Ni19.98),式中Ti4.488Ni3.192Zr5.292为λ相的主团簇；同时将连接原子Ti、Zr互替,一共可得到4个Zr-Ti-Ni准晶成分,分别为[Ti4.488Ni3.192Zr5.29]Ti3、[Ti4.488Ni3.192Zr5.29]TiZr2、[Ti4.488Ni3.192Zr5.29]Ti2Zr和[Ti4.488Ni3.192Zr5.29]Zr3,对应的原子百分比成分为Ti46.88Zr33.13Ni19.98、Ti34.36Zr45.64Ni19.98、 Ti39.39Zr40.62Ni19.98和Ti28.10Zr51.92NI19.98。20at.Ni%和25at.Ni%两成分线系列合金的组织结构与相变研究的实验结果表明：[Ni3Zr8]Ti团簇式成分处仅能通过薄带非晶样品退火处理获得单一的准晶相；而基于λ或η相主团簇的团簇式成分处都可通过铜模铸造或甩带法直接获得单相准晶铸态样品。其中,基于λ相主团簇的团簇式成分具有最佳的准晶形成能力与结构稳定性。例如,在团簇式[Ti4.488Ni3.192Zr5.29]Ti3(=Ti46.88Zr33.13N119.98)的成分附近获得直径2mm的铸态Ti45Zr35Ni20准晶棒,它的结构分解温度达TIQC=712℃,稳定性最高。