Ti基大块非晶不仅具有其他块体非晶的特点,还具有抗拉强度、抗压强度高,密度低、生物适应性突出,玻璃转变温度高等优点。因此,在许多领域都是非常重要的材料,例如用作精密仪表仪器部件、生物材料以及高温耐蚀结构材料。对Ti基合金液态结构的研究对于Ti基大块非晶的制备、发展和应用具有重要意义。本文通过应用第一性原理分子动力学模拟的方法,分别研究了Ti-Ni、Ti-Cu和Ni-Cu二元合金系以及Ti-Ni-Cu三元合金体系的液态结构。Ni和Cu原子具有相似的原子尺寸和化学性质,Ti-Ni和Ti-Cu合金体系的液态结构也很相似。在Ti-Ni二元合金系的液态结构中,异类原子之间形成的化学短程序是占主导的短程序。Ti原子周围的Voronoi多面体以类二十面体团簇居多,其次是变形bcc结构以及完整二十面体团簇。Ni原子周围的多面体分数比Ti周围的高,在Ti-Ni二元合金系的液态结构中,以Ni原子为中心的多面体占主导地位。Ni原子周围占比例最高的Voronoi多面体也是类二十面体团簇,并且分数最高的几种多面体所占分数随成分的变化趋势不明显。Ti原子和Ni原子的扩散系数变化趋势基本一致,Ni原子的扩散系数略比Ti原子的高。在Ti75Ni25、Ti67Ni33和Ti40Ni60成分处,Ti原子和Ni原子的扩散系数都很低,并且大小极其接近,说明在这些成分下Ti和Ni原子趋于协同扩散。对Ti-Cu二元合金系液态结构的研究发现,异类原子之间形成的化学短程序依然占主导地位。在Cu含量较低的成分中,Ti-Ti和Ti-Cu化学短程序同时存在；随着Cu含量增加,Ti-Cu化学短程序在液态结构中逐渐成为主导。Cu-Cu原子之间的结合力受成分变化的影响很小。Ti原子周围占比例最高Voronoi多面体的类型依然是类二十面体团簇,同时变形bcc结构所占分数也很大。Cu原子周围的Voronoi多面体情况和Ti-Ni合金系中Ni原子周围的多面体情况极其相似。在Ti-Cu二元合金系的液态结构中,以Cu原子为中心的多面体占主导地位,同样类二十面体是占主导的团簇。并且类二十面体团簇(0 281)随Cu含量的增加有很明显的升高趋势,完整二十面体(00120)随Cu含量的增加整体上呈下降趋势,但在Ti75Cu25和Ti40Cu60两个成分,(00120)所占比例最低。在Ti-Cu合金系的液态结构中,原子的扩散情况和Ti-Ni合金系极其相似。在富Cu端,Ti和Cu原子扩散系数极为相近,Ti原子和Cu原子趋于协同扩散。在Ti43Cu57成分处Ti和Cu原子的扩散系数达到最小。Ni-Cu合金是完全互溶的固溶体,液态下的Ni和Cu原子倾向于无规分布。Ni和Cu原子周围的Voronoi多面体都是以类二十面体团簇占主导。Ni原子和Cu原子的扩散系数十分接近,且变化趋势一致。在Ti50Ni(50-x)Cux(x=0,10,20,25,30,40和50)合金系的液态结构中,Ti原子倾向于在Ni和Cu原子周围聚集。相比Ti-Cu原子之间,Ti-Ni原子之间的结合力更强。在Ti50Ni10Cu40这个成分时,ANCuTi和ANNiTi(ΔNαβ表示p原子在α原子周围的实际配位数比率与名义配位数比率的差值)很接近,这使得晶体形核困难,更容易形成非晶。因此我们认为Ti50Ni10Cu40这个成分比Ti-Ni-Cu合金体系中的其他成分非晶形成能力要强。在该合金系的液态结构中,类二十面体团簇占主导地位,尤其在富Cu成分中更为明显,这样说明了富Cu成分更容易形成大块非晶。从扩散系数的研究中发现,Ti和Ni原子倾向于协同扩散,在Ti50Ni10Cu40成分处,三种原子的扩散系数十分接近且较低,进一步说明Ti50Ni10Cu40非晶形成能力强。