核能作为一种新型的清洁、经济和安全能源，已经被广泛运用于发电。因此如何高效安全地运行核电是至关重要的，核电站的使用寿命是考量其运行能力的重要指标。核材料的结构稳定是核电安全运行的基本保障，而在长期的服役过程中，强烈辐照条件会影响核材料的结构和性能，从而影响核电站的使用寿命。目前各种合金材料（如Zr基、Fe基和Ni基）作为核材料被广泛使用于核电，然而它们的微观结构因粒子辐照出现从晶体到纳米晶和非晶的转化，机械性也随之恶化。为了增强核材料的耐腐蚀性，目前采用的方式主要有微合金化、表面陶瓷化和退火处理，但都存在一些局限性。因此，为了提高核材料的性能，本文在锆表面镀锆非晶合金形成锆复合材料，并对复合材料的结构和性能方面进行表征与测试。在ZrCu体系非晶合金的基础上，采用磁控溅射方法，加入Nb、Ni等第三元素得到三元锆基非晶合金薄膜，并对其结构进行表征与分析。改变Nb、Ni在三元合金中的成分比例，发现在相当大的范围内虽存在极少的纳米晶颗粒，但其整体上呈现为长程无序的无定形结构。随着Ni和Nb的增加，非晶的衍射峰出现不同衍射角的偏移（Ni向高、Nb向低），并且峰强增大。采用磁控溅射法将三元合金镀在纯锆基体上，形成锆基复合材料，主要选用了非晶成分为Zr53Cu38Nb9的复合材料，对其进行腐蚀和力学性能测试，发现复合材料的各种耐腐蚀性参数较纯锆材料均有提高，且一定范围内复合材料的耐腐蚀性随着Nb含量的增加而增强；复合材料的抗弯抗拉性能得到提高，且得到最佳拉伸塑性的非晶层厚度为457nm。第三元素的掺入提高ZrCu体系合金的非晶形成能力和物理化学性能，是因为第三元素的加入引起合金微观结构的改变。因此，为了从微观结构上探索其原因，我们选用代表性地Zr48Cu45Al7和Zr50Cu50非晶进行了同步辐射实验，发现第三元素Al的加入引起非晶中原子键长和团簇体积的收缩效应，从而产生原子和团簇尺寸的致密堆积，有利于改善ZrCu体系合金的非晶形成能力和物理化学性能。