块体金属玻璃由于其原子尺度上的无序结构,具有独特的力学,物理和化学性质,有着非常广泛的应用前景。但在常温下块体金属玻璃在外载荷作用下一般无明显的塑性变形,表现为宏观上的脆性断裂。金属玻璃的脆性限制了其在工程等多方面的应用。为了克服金属玻璃的脆性,我们必须要深入地研究金属玻璃材料的断裂机制。　　 发生断裂以后,金属玻璃断面上留下很多微纳米结构。这些微纳米结构的形成和金属玻璃的局域塑性变形密切相关。研究这些微纳米结构的形貌以及尺寸有利于我们详细的了解金属玻璃在断裂瞬间裂纹尖端塑性区内发生的事件。同时这些微纳米结构的物理和化学性质强烈依赖于他们的形貌及尺寸。通过简单的统计,寻找了断面上这些微纳米结构的尺寸和块体金属玻璃性能参数之间的关系。根据这一关系,我们能够通过调节金属玻璃宏观性能(如参杂,退火等)来间接的获得所需要尺寸的微纳米结构。这些非晶态材料断面上的微纳米结构有可能在未来的微机电系统(MEMS)中得到应用。　　 在脆性金属玻璃的断面上经常有周期纳米条纹。这些纳米级周期条纹的出现表明裂纹的扩展处于一种非常稳定的动态扩展状态。利用原子力显微镜AFM研究了纳米条纹的三维形貌。通过和氧化物玻璃断面上Wallner lines特征的对比分析,得出了金属玻璃断面上的纳米条纹不是由弹性波对裂纹尖端的周期性扰动引起的。通过考察各种干扰(孤立纳米空洞或纳米晶,纳米条纹之间的相互扰动等)对纳米条纹的影响,我们发现这些纳米条纹的形成过程非常稳定。仅仅在干扰源附近处(一般仅为几十个纳米)受到扰动,在稍远的地方纳米条纹仍然保持原来的排列方向和排列周期。　　 周期纳米条纹在不同金属玻璃体系断面上均能被发现,说明其形成和金属玻璃的非晶态结构密切相关。联合高分辨扫描电镜HRSEM和原子力显微镜AFM,我们观察了在脆性金属玻璃断面上沿裂纹扩展方向上的微观形貌变化。我们发现,随着裂纹的扩展,断面上起始的纳米韧窝结构逐渐向纳米条纹转变。这些纳米韧窝实际上是由一个纳米空洞和周围的纳米锥构成。随着裂纹的扩展,这些纳米空洞和纳米锥沿着裂纹线方向定向排列,最终形成周期纳米条纹。在裂纹扩展过程中,我们发现两种机制控制裂纹的扩展方式。在裂纹尖端Taylor界面失稳形成了波形裂纹,这种扩展过程将形成经典的脉纹状花样。而在裂纹尖端塑性区内存在一个高应力区,应力会诱导纳米条纹的形成。