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Zr-Cu基非晶合金因其独特的塑性变形能力和良好的玻璃形成能力而成为具有广泛应用前景的工程材料。本文以Zr54Cu38Al8非晶合金为研究对象，采用退火工艺和陶粒轧制对其进行处理。分别研究了退火工艺与陶粒轧制对Zr54Cu38Al8非晶合金的力学性能、热稳定性、微观结构及晶化行为的影响。用铜模吸铸法制备的Zr54Cu38Al8非晶合金，其过冷液相区ΔTx和玻璃转变温度Tg分别为61K和706K。该合金的玻璃转变激活能和晶化激活能分别为Eg=380kJ/mol、Ex=269kJ/mol。说明该合金具有较高的热稳定性。试样在423K退火12h后仍不改变其非晶态结构。在低温条件下，随着保温时间延长，样品的硬度值稍有增加，之后趋于稳定。在较高温度退火后，硬度值呈线性增加。特别是试样在793K退火0.5h后其硬度提高到677（Hv）。在低于Tg温度退火后，试样仍保持非晶态，其强度和塑性都较铸态试样显著提高。特别是在423K退火6h的试样，其断裂应变增加到37%。而退火12h的试样强度提高到1821MPa，比铸态试样提高了20.6%。随着保温时间的延长和退火温度的提高，试样的玻璃转变温度和晶化初始温度都向低温区移动，因而降低了试样的热稳定性。Zr54Cu38Al8非晶合金在高于Tg温度退火时，合金内部开始析出晶化相。初生相主要有CuZr2，Cu10Zr7和CuZr。随着退火温度的增加，Cu10Zr7逐渐减少，CuZr2逐渐增多，随后又析出Al2Zr和AlCu2Zr。在793K退火0.5h后，非晶样品已完全晶化。铸态Zr54Cu38Al8非晶合金在进行陶粒轧制时，可以在室温和较高的应变速率（0.5~1s-1）下发生较大的塑性变形而不断裂，最大变形量为45%。在轧制过程中出现加工硬化行为。陶粒轧制后非晶试样的压缩强度和塑性都明显提高。特别是变形量为15%的试样压缩强度由铸态试样的1510MPa提高到1737MPa，而变形量为10%的试样的断裂应变由铸态试样的7.9%提高到24.8%。另一方面，随着变形量的增加，试样横截面上的剪切带形貌由简单均匀变得复杂混乱。陶粒轧制降低了Zr54Cu38Al8非晶合金的热稳定性。轧制态试样的玻璃转变温度Tg和晶化初始温度Tx都向低温区移动。试样的晶化放热焓也随变形量的增加而降低。另一方面，非晶试样的结构弛豫焓随着变形量的增加出现先增后减的变化趋势。试样的力学性能和晶化行为以及结构弛豫变化情况与其本身自由体积含量密切相关。