非晶合金纳米线因具有特殊的结构和纳米尺寸效应,可望应用于催化介质、数据存储介质、电子元器件和光学器件等领域。由于实验条件的限制,目前对于非晶合金纳米线微观结构和力学性能的认识还很有限。因此,开展相关研究具有重要意义。本论文以Cu64Zr36非晶合金纳米线为代表,利用分子动力学方法,模拟不同工艺制备非晶合金纳米线,研究其微观结构和力学性能之间的联系,并对非晶合金纳米线的尺寸效应进行了深入分析。首先,模拟聚焦离子束(Focused ion beam,FIB)切割、热压印和铸造方法分别制备了非晶结构的FIB纳米线、热压印纳米线和铸造纳米线。研究发现制备工艺对纳米线的内部结构有显著影响,其中FIB纳米线的内部结构非常接近块体非晶,热压印纳米线的内部结构与块体非晶稍有偏差,而铸造纳米线的内部结构与块体非晶以及其它两种纳米线差别很大。这三种纳米线的表面都存在不同程度的成分偏析。非晶合金纳米线表面的势能梯度是导致非晶合金纳米线表面出现成分偏析的原因。对纳米线进行拉伸和压缩模拟实验,结果表明,不同工艺方法制备的非晶合金纳米线的力学性能有显著差别。其中,二十面体含量最高的热压印纳米线强度最高,延展性最差,二十面体含量最低的铸造纳米线强度最低,延展性最好。在形变过程中,FIB纳米线和热压印纳米线中都出现了应变局域化,铸造纳米线的变形则比较均匀。非晶合金纳米线的力学性能与原子结构以及排列密度紧密相关。最后,以FIB纳米线和铸造纳米线为对象,研究非晶合金纳米线的尺寸效应。研究认为,非晶合金纳米线的表观力学性能由其内部和表面的力学性能共同决定。在拉伸情况下,表面起着缺陷的作用,而内部的残余压应力对非晶合金纳米线有强化作用,两者共同的作用使得纳米线整体的强度随纳米线尺寸的变化相对较小。在压缩情况下,表面对纳米线的内部变形没有影响,但是内部的残余压应力对纳米线有弱化作用。由于FIB纳米线和铸造纳米线的表面厚度差别很大,导致两者表现出不同的尺寸效应。FIB纳米线的拉伸强度随纳米线尺寸减小先缓慢下降然后上升,而铸造纳米线的拉伸强度随纳米线尺寸减小而缓慢上升。FIB纳米线的压缩强度随尺寸减小而减小的速率与其内部残余压应力随尺寸减小而增加的速率相同。而铸造纳米线的压缩强度随纳米线尺寸减小的变化却是有增有减。