块体非晶合金具有强度高、弹性应变极限大、耐腐蚀性好以及软磁性优良等诸多优点,在航空航天、机械、化工等领域具有广泛的应用前景,受到了各领域专家学者的密切关注。本文采用氩氢等离子电弧熔炼法制备Zr₆₄Cu₂₄Al₁₂和Zr₆₆Cu₂₂Al₁₂两种典型的非晶合金,通过该方法可改变非晶合金制备过程中的温度场,同时产生氢的微合金化作用。本论文系统的研究了该方法下Zr基非晶合金玻璃形成能力的增大规律和形成机制。对Zr基非晶合金熔炼过程中温度场进行模拟,结果表明:氢的添加对合金制备过程中的温度场具有显著影响,氩氢气氛中氢含量与熔体温度呈典型的线性关系,当氢含量达到10%时,熔体温度最高,凝壳厚度最薄,产生的有效热用率最大。利用Sieverts定律计算出氢在两种不同成分的Zr基非晶合金中的溶解度公式,并对试样进行实际氢含量测定,发现与计算值较为吻合,在含氢量为10%时,合金中的氢含量最高,超过200ppm。对不同气氛下的Zr₆₄Cu₂₄Al₁₂和Zr₆₆Cu₂₂Al₁₂非晶合金进行结构分析,发现氢的加入使非晶合金的临界尺寸变大,在10%H₂气氛下时临界尺寸达到最大,呈现完全的非晶态结构。利用差示扫描量热法对Zr基非晶合金的热物性质进行研究,发现加氢后合金的过冷液相区宽度△T_x、K判据以及约化玻璃转变温度T_rg等均得到显著增加;此外,还研究了晶化激活能和脆性参数的变化规律,发现加氢后的Zr基非晶合金具有更大的激活能及更小的脆性参数,从动力学与热力学的角度解释了氢致Zr基非晶合金玻璃形成能力提高的原因。利用X射线光电子能谱法研究了氢对Zr基非晶合金微观电子结构的影响规律,发现金属元素的内壳层电子约束能在氢含量为10%时达到最小值,表明更加密实的密堆结构的形成,且此时合金具有最多数目的化学键,可增大原子长程扩散及晶化相析出的难度;对价壳层电子结构研究发现,充氢量为10%时具有最强的价壳层电子约束能,表明其具有最密实的原子堆垛结构和最小的原子团簇尺寸。同时,此条件下合金的功函数最高,费米面处具有的电子能谱强度最低,自由能得到降低,稳定了合金结构,从而极大地提高了合金的玻璃形成能力。