大块非晶合金有望成为21世纪的“绿色”工程材料，“绿色”工程材料需要满足：具有优异的力学性能、低廉的原材料成本以及制造成本、对环境友好型、材料可循环使用等条件。自从非晶合金首次发现以来，已知的大部分非晶合金并不能满足“绿色”材料的要求。因此，设计并开发“绿色”大块非晶合金材料将面临着严峻挑战。如何设计新型非晶合金材料，研究其玻璃形成能力以及力学变形行为具有重要的理论意义和实际应用价值。在已知大块非晶合金体系中，Ti基或Ti-Cu基大块非晶合金由于具有较小密度、较高强度而备受材料研究者的青睐。然而，具有较高玻璃形成能力的Ti基或Ti-Cu基合金普遍含有毒元素Be或贵金属元素Pd，这些均不能满足“绿色”材料的设计要求。基于“二元共晶比例混合”法，本文设计了新型的四元Ti-Cu-Ni-Zr和添加Hf的Ti-Cu-Ni-Zr合金成分。基于玻璃形成能力与过冷熔体和晶体之间的吉布斯自由能差(ΔG)的关系，通过DSC和DTA实验测量了晶体和过冷液相区的比热，计算了两类合金的ΔG值，分析了玻璃形成能力与ΔG之间的内在关联。根据ΔCp的Dubey表达式，获得了ΔCp双曲线表达式，进而给出了ΔG、ΔH和ΔS表达式。采用Ti-Cu-Ni-Zr(Hf)的实验数据，分析了ΔCp、ΔG、ΔS和ΔH表达式的计算值与实验值的吻合程度；并结合其他非晶合金的实验数据，给出了ΔCp双曲线表达式和ΔCp的Dubey表达式的最大误差公式，讨论了ΔCp的Dubey表达式的适用条件。根据液体空穴理论，获得了比热差双曲线表达式，使比热差双曲线表达式有了理论依据。为论证比热差双曲线表达式的计算值与实验值之间的吻合程度，根据已报道的十五种非晶合金的实验数据，计算了ΔCp、ΔG、ΔS和ΔH值。通过对Ti35.37Cu45.11Ni8.88Zr10.64和Ti37.65Cu43.25Ni9.6Zr9.5合金的热力学数据进行计算，研究了比热差双曲线表达式所计算的ΔG与合金的玻璃形成能力之间的关系，另外，还讨论了比热差双曲线表达式计算值和实验值的吻合程度与非晶合金无序原子热振动之间的关系。对Ti-Cu-Ni-Zr(Hf)大块非晶合金进行室温压缩实验，获得了屈服强度、断裂强度、塑性应变等工程力学数据。通过观察Ti-Cu-Ni-Zr样品的断口形貌，针对断口应力集中区域出现大量流动熔体的现象，计算了材料在断裂瞬间该处升高的温度以及每个锯齿流变所引起的温升，讨论了弹性能释放与非晶相熔化之间的关系。此外，通过PSEM观察添加Hf的Ti-Cu-Ni-Zr样品的断口形貌，计算了脉状花纹边界处“突起”的高度，分析了非晶合金塑性与“突起”之间的关系。针对应力应变曲线上出现的锯齿流变现象，建立了单一剪切带形成的动力学模型，改进了单一样品多重剪切带的公式，研究了锯齿流变与单一剪切带或多重剪切带之间的关系，从而阐明了Ti-Cu-Ni-Zr以及添加Hf的Ti-Cu-Ni-Zr室温压缩下的力学行为。针对工程材料在低温下的应用，对Ti-Cu-Ni-Zr大块非晶合金进行了低温压缩实验，获得了低温下的屈服强度、断裂强度、塑性应变等工程力学数据。通过连续的不同的加载速率，获得了不同应变率下的应力；发现了应力“超越”与应变率转变倍数之间的关系以及低温下的牛顿粘性行为和非牛顿粘性行为。通过SEM观察样品在低温压缩后的断口形貌，分析了断口内部“鱼骨”状花样产生的原因。