本论文采用核磁共振（NMR）技术，第一性原理分子动力学（ab initio MD）模拟，热分析（DSC），透射和高分辨透射电镜（TEM，HRTEM）等实验手段系统的研究了La-Al-Ni金属玻璃形成体系液体中的液-液相变及与其相应的结构和动力学特征。　　本文首先综述了建立在密度关联函数基础上的研究液体结构和动力学性质的基本理论和实验方法，尽管这些理论和方法能够解释很多简单液体的动力学行为，但其在解释玻璃形成体系液体的复杂动力学和“玻璃转变”方面存在很多问题。液-液相变作为反映液体结构和动力学的一个重要探针，对于完善和发展液体结构和动力学相关理论起着重要作用。但目前实验上还缺少非密度驱动的液-液相变（密度不是序参量）的确凿证据，因此探寻非密度驱动的液-液相变在科学上至关重要。　　NMR是研究液体局域结构和动力学性质的强有力工具，特别是高温NMR技术可以十分有效的探测金属熔体中的结构和动力学性质的改变。因此在本论文的第二部分，我们研制了高温NMR探头（高于1500 K），用以研究La-Al-Ni金属玻璃形成体系液体的结构和动力学性质。我们详述了NMR技术探测金属熔体结构和动力学的方法以及高温NMR实验平台的设计、制作和标定过程。　　利用高温NMR实验平台，我们对La50Al35Ni15金属玻璃形成体系的平衡熔体中的结构和动力学性质进行了探测。研究了Al原子周围原子笼的体积涨落和熔体中原子的平均扩散行为随温度的变化特征，两种动力学行为随温度变化关系的突变以及有关过冷度的实验，证实了在该体系的平衡熔体中存在着一级液-液相变。为了进一步揭示La50Al35Ni15液-液相变过程中结构变化的信息，通过ab initio MD研究了熔体的结构和动力学变化。结果显示原子扩散系数随温度的变化趋势在实验所观察到的相变温度附近发生了突变，但体系总的径向分布函数和最近邻配位数在相变点附近均未出现变化，表明密度不是这一液-液相变的有效序参量。采用键方向序对液体的局域结构进行了分析，结果显示键方向序参量W?6在相变温度附近发生了突变，因此决定这一液-液相变的序参量是局域结构序参量 S（五重对称性短程序团簇所占液体的比例）。这一液-液相变符合“双序参量模型”。本实验对于完善液体理论，解释液体中存在的复杂动力学性质，乃至揭示玻璃转变的物理本质都具有重要的科学意义。　　在上述研究基础上，采用高温NMR研究了在La50Al36-xNi14+x和La53-xAl32+xNi15金属玻璃体系中Al含量的改变对其熔体动力学性质的影响。实验表明：随着Al含量降低，发生在不同组分合金平衡熔体中的液-液相变的相变温度向低温偏移。分析表明以Al为中心的五重对称性短程序团簇在熔体的局域结构有序中起到了主导作用，随着Al含量的降低，以Al为中心的五重对称性短程序团簇减少。根据双序参量模型，液-液相变是五重对称性短程序团簇协同作用的结果。因此，在Al含量较低的熔体中，需要在更低的温度下才能产生足够多的二十面体团簇，进而在协同作用下诱发液-液相变。这一实验表明，多组元金属熔体的结构和动力学对特定元素相关的化学短程序团簇十分敏感。　　为了更好的理解液体中相变前后的两液体相，我们采用急冷甩带的方法将La50Al35Ni15平衡熔体中的两种液态结构冻结为室温下两种玻璃态。DSC结果表明，高温液体对应的玻璃态与低温液体对应的玻璃态相比具有较小的玻璃转变激活能，分析认为这可能是由于低温液体的玻璃态具有更不均匀的结构（可能对应于更多的短、中程序团簇）所致。此外，两种玻璃态具有相同的晶化动力学行为，这可能是因为在过冷液相区中两种过冷液体之间发生了液-液相变，导致它们在晶化前处于相同的过冷液体状态。本实验证实了在金属玻璃中，除了由密度决定的非晶多型性外，局域结构的不均匀性（如短、中程序团簇的形成）也可能导致非晶的多型性。