本文利用二次离子质谱、差示扫描量热分析、同步辐射 X-射线衍射等技术研究了多组元 Zr-基大块非晶合金在高压和质子辐照条件下的原子输运、结构弛豫和晶化动力学等问题。 高压原位同步辐射实验研究表明,Zr₅₇Nb₅Cu_15.4Ni_12.6Al₁₀ 大块非晶合金在 0～32.8 GPa 的压力范围内的状态方程可表示为: 0. 012P2.49104 P29.5107P35.02108P4Zr₅₇Nb₅Cu_15.4Ni_12.6Al₁₀ 大块非晶合金中含有一定量的自由体积,在压致结构弛豫的过程中,自由体积被压缩。压力较低时,体积变化率对压力变化比较敏感;压力较高时,体积变化率随压力的变化较小。利用添加原子 Mo 模拟了该大块非晶合金中 Nb 原子的自扩散过程。在 593～673 K 的温度范围内,Mo 原子在该大块非晶合金中的扩散系数随温度的升高而增大,其扩散激活能 Q 和前置系数 D₀的值分别为 1.95 eV 和 1.13×10^-5 m²s^-1。 研究了高压对 Zr_46.75Ti_8.25Cu_7.5Ni₁₀Be_27.5大块非晶合金结构弛豫和晶化动力学的影响。研究发现,压力促进了该大块非晶合金的结构弛豫过程,随着压力的增大,自由体积减少,同时热焓降低。压力还促进了非晶合金的晶化过程,随着压力的升高,其晶化激活能降低。 研究了高压下 Co 在 Zr_46.75Ti_8.25Cu_7.5Ni₁₀Be_27.5大块非晶合金中的扩散行为。603 K 时,Co 原子在该大块非晶合金中扩散系数随压力的增大而增大,计算得扩散激活体积ΔV *=-1.236Ω,为类间隙扩散机制。同时,该大块非晶合金的粘滞系数随压力的增大而减小,从 1 GPa 时的 1.79×10¹⁰ Pas 降到 4 GPa 时的 1.39×10⁷ Pas。 研究了质子辐照对 Zr_41.5Ti₁₅Cu_12.6Ni_10.5Be_20.4大块非晶合金结构弛豫和晶化动力学的影响。结果表明,质子辐照促进该大块非晶合金中原子的迁移能力,随着质子辐照剂量的增大,该大块非晶合金中的自由体积减少。经剂量为 1.1×10¹⁵和 6.5×10¹⁵ ions/cm₂ 的质子辐照后非晶合金的稳定性增加;而经剂量为 1.65×10¹⁶ ions/cm² 质子辐照后其晶化激活能和电阻率都有所降低,说明该大块非晶合金中的化学短程有序程度有所增加。