本文通过实验和理论相结合的方式,研究了 Au55Cu25Si20金属玻璃的结构特征以及它在高温和高压下的行为,同时也探究了Ca,Al金属液体以及Ca72.7Al27.3金属合金在高温高压下的结构演变。Au55Cu25Si20金属玻璃的结构特征表现为局域原子的堆积以9,10,11配位的多面体为主,而不是以类二十面体团簇为主,同时这些9,10,11配位的多面体中小尺寸的团簇互相排斥,而大尺寸的团簇互相吸引。这种异常的原子堆积结构限制了该金属玻璃的玻璃形成能力,并导致了结构因子第一峰出现异常的峰肩。通过用5%的Ag替换Cu,Au55Cu20Ag5Si20金属玻璃的空间连接性和原子堆积密度得到了大幅度提升,从而提高了玻璃形成能力,这与实验结果也是相吻合的。应用原位高压X射线衍射实验技术和第一性原理分子动力学模拟,对Au55Cu25Si20金属玻璃在压力诱导下的结构变化进行了研究,并持续加压到了36.8GPa。研究发现,Au55Cu25Si20金属玻璃的非晶态-非晶态相变发生在13.1到15.8 GPa之间,并且在降压的过程中该相变是可逆的。理论研究与实验研究的结果相一致,揭示了在高压和低压下Au55Cu25Si20金属玻璃结构方面差异性,包括与压力相关的峰位、能量、体积、密度,以及偏配位数和巴德电荷等的差异。元素之间和原子之间的电荷转移是Au55Cu25Si20金属玻璃在压力诱导下发生非晶态-非晶态相变的主要根源。液液相变在金属液体中并不常见,然而在Au55Cu25Si20合金中,却发现了温度诱导的液液相变。从相变的热力学角度进行研究,通过测量原位高温X射线衍射,得到了两种液态的“可逆的λ异常”的膨胀系数。实验方面的X射线衍射、热流、热容,以及理论计算得到的温度相关的Au,Cu,Si为中心的偏双体分布函数、偏配位数、巴德体积以及体系的总能量和体积在相转变前后的差异,这些都为液态Au55Cu25Si20合金的液液相变提供了证据。液态金属Ca在各种压力下的结构变化揭示了 Ca具有不同的相变行为,同时通过比较液态金属Ca与固态晶相的键角分布和键取向序,发现压力相关的液态金属Ca的结构演化在某种程度上与固态晶体Ca是类似的。同时通过研究液态金属Al在不同压力下的结构来探究原子结构和动力学之间的关系,类晶相首先演变为亚稳态的体心立方（bcc）结构,然后转变为面心立方结构（fcc/hcp）,这与Desgranges等人提出的晶化机制不同。在快慢两个不同冷速下得到的随温度变化的密度函数同样与Desgranges等人提出的晶化多形态选择是不同的。同时,液态Al的晶化与键取向序函数直接相关,而不是与密度函数相关。本文还研究了 Ca72.7A127.3玻璃形成液体的结构、动力学、压力诱导的结构演变机制。在压力下,熔融的Ca72.7A127.3合金具有原子结构和电子结构的液液相变,与固态Ca72.7A127.3金属玻中观察到的非晶态-非晶态相转变类似。A1在液态的Ca72.7A127.3玻璃形成液体中出现了聚集,而不是通常认为的在冷却过程中出现。