结构因素是影响合金体系非晶形成能力的主控因素之一。非晶合金的微观原子排列与结构因素直接相关。因此研究非晶合金的结构因素，以及微观结构与形成能力之间的关联，对于理解非晶形成机制，开发新的合金体系有非常重要的意义。非晶合金不具有晶态结构的长程有序性，主要结构特征是集中在2～3个原子范围内的短程有序性。由于很高堆积密度和太小的原子尺度，现有的表征方法还无法提供直观可靠的实验证据，对非晶合金的结构还缺乏基本的认识。胶体体系由于和原子体系有类似的相行为，常被认为是模拟原子体系一些物理变化过程的有效模型。胶体粒子比原子大到3～4个数量级，在普通光学显微镜下就可以达到单粒子分辨的直接的观测。由于空间尺度的放大，胶体体系的动力学过程的时间尺度也得以大幅放慢，使得直接追踪单粒子运动成为可能。本论文以影响非晶形成的结构因素为主线，利用胶体模拟的实验方法，主要探讨了非晶合金的几何结构因素与非晶形成能力、原子结构、动力学性质的关系。论文的主要内容如下:　　 首先通过单元胶体体系和二元胶体体系的冻结实验，模拟金属熔体的晶化/非晶化过程，探讨了几何结构因素对于非晶形成能力的影响。实验结果表明，胶体模拟是用来研究合金的非晶形成能力的有效手段;单元胶体体系易于形成晶体，结晶过程与原子体系类似;二元的胶体体系的纯几何因素（粒径比，混合比）对Cu-Zr、Cu-Hf二元合金的非晶形成能力起主导作用;二元体系的时间冻结参数并非随成分单调变化，在某一些成分点出现峰值，这与实际Cu-Hf、 Cu-Zr合金的形成能力完全符合。　　 利用二元胶体体系，针对实际的Cu-Zr二元非晶合金模拟了成分连续变化对原子结构的影响，发现二元非晶合金的结构有序度并不是随成分单调变化。体系混合比对应于实际高非晶形成能力的成分点，微观结构上表现为更为混乱的粒子排列。Cu-Zr非晶态的结构是粒径比和混合比共同作用的结果，在混合比小于1.45的时候，大粒子易于偏聚;而在混合比大于1.45的时候，小粒子易于偏聚。　　 利用Voronoi多边形法研究了混合比变化（成分改变）对于局域结构的影响，发现非晶形成能力好的二元体系的中程有序尺度为10～20个粒子大小，短程有序尺度为2～3个粒子大小，短程有序的基本单元通过五边形团簇单元的最外缘的组成粒子连接成中程序。五重对称单元是非晶态体系中的特征单元，在二元Cu-Zr体系中的五重对称单元主要是以小粒子，即Cu原子为中心。五重对称单元与六重对称单元在体系中竞争出现，对于二元体系，六重对称单元仍是占主导地位，体现了非晶态结构的短程序和中程序。　　 以二元胶体体系为基体，添加第三种胶体粒子模拟了第三组元A1对实际的Cu50Zr50非晶合金非晶形成能力和原子结构的影响。研究结果发现，第三组元的加入使得整个体系的粒子分布趋于均匀，抑制了二元体系中粒子的偏聚。A1原子加入之后与基体原子产生了很强的化学短程序，使得第一近邻的原子团簇结构排列更加紧密，整个体系有更高的堆积密度。三元体系的中程有序尺度为10～20个粒子大小，较二元基体降低。与二元基体一样，短程有序尺度为2～3个粒子大小，短程有序的基本单元也通过五边形团簇单元的最外缘的组成粒子连接成中程序。五边形数目在加入第三组元之后有显著提高，且用A1替代Zr原子比替代Cu原子效果更加明显。　　 调节胶体体系浓度模拟了实际Cu-Zr二元非晶合金的过冷液态。针对形成能力强的非晶成分，研究了过冷液态结构和动力学性质。二元过冷液态体系的基本短程有序单元为2～3个粒子大小，与对应非晶态相同。但中程有序尺度约10个粒子大小，小于非晶态中的10～20个粒子大小。非晶形成能力强的二元体系中，动力学不均匀性更加明显，表现在弛豫的时间出现的更早，结束的更晚，弛豫时间更长;在弛豫时间段内，扩散更慢。