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镍基高温合金广泛应用于航空发动机涡轮盘、涡轮叶片以及后机匣等热端部件。这些部件被加工成最终产品前都至少要经历一次凝固过程。熔体作为凝固组织的母态,在本质上影响着形核以及枝晶的生长,从而影响凝固组织的特征,进一步影响零部件的力学性能和使用寿命。正确认识镍基高温合金熔体的结构对发展凝固理论以及调控镍基高温合金凝固组织有着非常明显的积极意义。由于镍基高温合金中除了基体元素Ni以外,仍有多种合金化元素如Al、Ti、Ta、Nb、Cr、Mo、W和Re等,合金化元素之间复杂的相互作用导致镍基高温合金熔体结构的研究与分析相当困难,研究相对简单的纯金属Ni以及二元镍基合金的熔体结构无疑是一种较好的选择。本文采用从头算分子动力学方法研究了纯Ni（辅之以纯Al）和二元合金Ni1-xMx（M=Al、Ti、Ta、Nb、Cr、Mo、W和Re）熔体的局域结构。主要结论如下:Ni熔体中存在丰富的1551、1541和1431键对,较多的1661、1441键对和少量的1422、1421、1321等键对。Ni熔体中的配位多面体序呈多样性。在Ni熔体中发现了完整的二十面体序,但该类短程序在Ni熔体中并不占主导地位。Ni熔体的FCC和HCP短程序含量极少。随着温度从2123K降低至1473K,Ni熔体的配位数增大,熔体中的1661、1551和1441键对含量增加而其余的键对减少,同时有序程度相对较高的配位多面体序含量增加。与Ni熔体类似,Al熔体中也存在丰富的1551、1541和1431键对,但是Al熔体中1422、1421和1321键对含量相对较多。在各自熔点附近,Al熔体比Ni熔体有序程度低。Al熔体中的配位多面体序也呈多样性。Al熔体中存在少量完整的二十面体序,FCC和HCP短程序极少。在9431523K温度区间,随着温度升高,Al熔体的配位数基本上线性地减小。随着温度升高,Al熔体中的1661、1651、1551、1541、1441和1431键对的含量逐渐降低,1321、1311、1301、1211和1201键对的含量逐渐增多,熔体变得更加无序。Al熔体的自扩散系数在9431073K和10731523K两个温度区间满足不同的Arrhenius关系,这主要是中心原子周围存在5个和6个15xx+1431键对的配位多面体序含量在1073K附近随温度的非单调或非线性的演变导致的。Ni1-xMx（M=Al、Ti、Ta、Nb、Mo和W）熔体中Ni-M相互作用强于Ni-Ni与M-M相互作用;Ni1-xCrx熔体中Ni-Ni相互作用强于Ni-Cr相互作用;Ni1-xRex熔体中Re-Re相互作用与Ni-Re相互作用强度接近,强于Ni-Ni相互作用。在Ni1-xMx熔体中Ni-Ni、Ni-M和M-M三类相互作用的竞争导致熔体中表现出不同的化学序。随着溶质浓度增大至0.25,Ni1-xMx（M=Al、Ti、Ta和Nb）熔体的Cargill-Spaepen化学序参数ηNi M持续地增大,Ni1-xMox和Ni1-xWx熔体的ηNi M先增大后减小,Ni1-xCrx和Ni1-xRex熔体ηNi M值一直较小。Ni1-xMx（M=Al、Ti、Ta和Nb）熔体中的溶质原子尽量分散在熔体中以便于形成尽量多的Ni-M键。随着溶质浓度增大至0.25,这些Ni-M键可形成类似闪锌矿结构的Ni-M网络。该网络导致熔体的偏结构因子与总结构因子在低q值区（1.02.2?-1）出现预峰。在所研究的八种Ni1-xMx熔体中都存在丰富的1551、1541和1431键对,以及较多的1661和1441键对。这些熔体中以Ni-Ni和Ni-M为根键的1661、1551和1441键对含量大体上随着溶质浓度的增大而减少。这些熔体中的配位多面体序都呈多样性。这些熔体中存在少量完整的二十面体短程序,极少的FCC和HCP短程序。Ni0.852Al0.148熔体在17232073K温度区间发生了液-液结构转变。差热分析实验证实了该熔体的液-液结构转变。当温度从1923K升高至1948K,Ni0.852Al0.148熔体的偏配位数ZAl Ni突然大幅减小,ZAl Al突然大幅增大,化学序参数ηNi Al突然大幅减小。Ni0.852Al0.148熔体的液-液结构转变存在明显的焓变（LL（35）H?578 Jmol-1）和熵变（LL（35）S?0.3 Jmol-1K-1）,属于一级相变。随着温度升高,大体上Ni0.87Nb0.13和Ni0.852W0.148熔体中的ZNi Ni和ZNi M连续地减小;ZNb Nb和ZWW连续地增大;化学序参数ηNi Nb和ηNi W连续地减小。在本文所研究的温度区间内,Ni0.87Nb0.13和Ni0.852W0.148熔体中没有发现类似于Ni0.852Al0.148熔体的液-液结构转变。