中文摘要：

在已结题的前一个国家自然科学基金项目研究中,发现Al-Fe,Cu-Al和Al-Ni等合金熔体中,不仅存在短程有序原子团簇,而且存在中程有序原子团簇。本项目拟在此基础上,采用高温液态X射线衍射仪,测定二元合金熔体的团簇相关半径、团簇临界尺寸及团簇原子配位数等结构参数，研究高温熔体凝固过程中原子团簇的粗粒化过程,探索团簇结构涨落与重构规律，深入了解团簇结构及自由体积的相互作用，找出原子团簇结构参数与晶胚存亡的相互关系，建立合金高温熔体由原子团簇至临界晶核形成过程的物理模型，为金属凝固过程的研究及控制提供新信息,为液固相变研究探索一条新途径。

结论摘要：

利用高温黏度仪、高温X射线衍射仪和DSC-404高温（1500℃）差示扫描量热计等实验手段对金属熔体结构及物理性质进行研究，取得如下成果 1. 提出了"稳定模式"（Stabilization mode）与"跳跃模式"（Saltation mode）两种不同的形核机制。稳定模式表现为具有相似的液固结构，液态结构随温度变化较为稳定，液体中团簇结构可以作为晶胚而直接形核。跳跃模式表现为相关半径rc和相关长度D在液相线附近有明显的突变，其本质在于液固结构有较大的差别，液体中的团簇结构需要突变后才能作为晶核形成的核心。 2. 提出了"液体结构脆性"的新概念，它反映了材料由高温到液相线的液体结构变化率。结构脆性系数越小非晶形成能力越好。 3．建立起熔体团簇尺寸随温度变化的物理模型模，提出一个新的参数B来研究金属熔体中团簇的稳定性。B可以有效定量地表征非晶形成能力。 4.对金属熔体黏度进行研究，发现坩埚的粗糙程度及外加磁场均能对熔体黏度产生影响。在液相线附近熔体黏度增加迅速并偏离阿伦尼乌斯方程。定义偏离区间为过渡态，该状态为金属凝固在动力学上作了准备。