金属玻璃因具有高强度、高硬度、高弹性等良好的力学性能,已成为新一代备受瞩目的高性能结构材料之一。但金属玻璃由于缺乏长程有序结构,易发生局部变形并引起室温拉伸塑性差,严重地制约了其在各个领域的应用。因此研究如何平衡金属玻璃强度和塑性二者之间的关系具有重要的意义。纳米玻璃的出现可有效地增强金属玻璃的塑性,但由于玻璃/玻璃界面的引入,严重削弱了金属玻璃的强度。为解决该问题,本文采用分子动力学模拟的研究手段,研究了Cu-Zr纳米玻璃在拉伸载荷作用下的强化机理,揭示铜含量对Cu-Zr纳米玻璃的玻璃/玻璃界面结构的影响规律,分析了纳米玻璃在拉伸加载过程中强度和塑性之间的协调关系,并通过调控界面的微观结构获得高强度高塑性的Cu-Zr纳米玻璃,该研究为制备和设计高性能金属玻璃提供了一定的理论依据。主要研究内容和结论如下:采用分子动力学模拟方法研究了铜含量对单相Cu-Zr纳米玻璃力学性能和变形机制的影响。研究结果表明:随着铜含量的增加,原子的堆积密度增大且原子间键合强度增加,使得单相Cu-Zr纳米玻璃的屈服强度和杨氏模量也随之增加。但单相Cu-Zr纳米玻璃的塑性呈现先增加后下降的趋势,这是单相Cu-Zr纳米玻璃中晶粒与玻璃/玻璃界面二者之间的抗剪切变形能力差异导致的。研究指出,单相Cu75Zr25纳米玻璃中晶粒与玻璃/玻璃界面之间的抗变形能力相对较高且相差不到,这使得在拉伸加载过程中二者协同运动,实现了高塑性和高强度的有效结合。此外,研究结果表明单相Cu85Zr15纳米玻璃强度最高,但是在变形过程中出现了贯穿整个试样的剪切带,这将导致材料在后续加载过程中发生灾难性断裂,故其力学性能还有待进一步改善。界面结构的稳定性与材料力学性能密切相关,本文研究了界面结构对非晶/非晶双相Cu-Zr纳米玻璃强化机制和变形行为的影响。研究结果表明:非晶/非晶双相Cu-Zr纳米玻璃的力学性能由基体相、第二相以及玻璃/玻璃界面三者共同决定。当第二相的铜含量较低时,第二相具有较低的抗变形能力,故在加载过程中以双相纳米玻璃的第二相的塑性变形为主,基体相几乎不参与塑性变形,这使得该双相纳米玻璃提前进入屈服阶段,强度和塑性较差。当第二相的铜含量较高时,第二相和玻璃/玻璃界面均具有较高的抗变形能力,同时基体相与第二相间的界面稳定性较高,故在拉伸加载过程中基体相、第二相以及玻璃/玻璃界面三者协同运动,实现了强度和塑性的有效结合,从而获得了高强度高塑性的Cu-Zr纳米玻璃。