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Zr-Cu-Al三元体系具有较强的非晶形成能力以及良好的应用性能,是研究最多的体系之一。众所周知,适量稀土元素的添加能够提高合金的非晶形成能力,提高热稳定性以及力学性能。据此,本文选择含有稀土元素Y的Zr-Cu-Al-Y四元体系,基于相图热力学理论对其非晶形成能力进行了预测,并通过实验对预测成分的非晶形成能力进行了验证,可为非晶合金成分设计方面提供一些理论和实验依据。主要开展了以下工作:评估了文献中Al-Zr、Al-Y、Zr-Y、Zr-Cu、Cu-Y二元系的热力学数据,引用文献中的热力学参数,利用相图计算CALPHAD(CALculation of PHAse Diagram)技术外推建立了Zr-Al-Y和Zr-Cu-Y的热力学描述。结合Al-Cu-Y和Zr-Cu-Al两个边界三元系的热力学参数,外推建立了Zr-Cu-Al-Y四元系准确可靠的热力学描述。计算得到了Zr-Cu-Al-Y四元体系存在的105个零变量反应。基于深共晶准则设计了4个深共晶成分,采用单辊熔淬法和铜模吸铸法制备非晶,通过X射线衍射(XRD)和差示扫描量热法(DSC)分析了样品的相结构以及相转变温度点,找到了非晶形成能力较强的成分Zr40Cu55Al3Y2,最大非晶临界尺寸为1mm。计算了体系成分的晶体相初始析出驱动力,基于驱动力准则设计了75个非晶成分,结合非晶经验判据评估了它们的非晶形成能力,发现Zr52Cu31Al15Y2和Zr50Cu30Al15Y5具有最强的非晶形成能力。构建了Y含量2%和Y含量5%的Zr-Cu-Al全成分的驱动力面,并通过实验结果与驱动力面的结合,证明了非晶形成能力与驱动力大小存在良好对应关系,预测了非晶形成能力较强的成分范围。