金属玻璃即非晶,由于缺乏长程有序性,室温塑性变形通常由单一或有限数量的剪切带控制,会导致宏观脆性。局部化的剪切带以塑性流动形式扩展是非晶合金非均匀塑性变形最主要的特征。由于剪切断裂时,材料已经发生破坏,使得在显微原子尺度上研究塑性流动受到限制。通过向金属玻璃中引进晶态相,可制成非晶复合材料,这种复合材料既具有很高的强度,同时在断裂时表现为多重剪切带破坏,从而大大改善非晶类材料的延性和断裂韧性。但非晶复合材料精确的剪切带发展过程仍不清楚,缺乏更微观的证据来证明枝晶相及其与玻璃基体的界面对剪切带萌生和增殖的影响。目前,非晶复合材料已经在氢储存及运输等领域得到了应用,但其氢致环境断裂的微观损伤演化过程尚不清楚。因此,研究非晶复合材料的多重化剪切带形成发展过程以及氢对复合材料剪切变形演化过程的影响具有重要的应用价值。本文用铜模吸铸法快冷制备了成分为Zr60Ti12Nb8Ni45Cu5.5Be10的Zr基非晶复合材料。首先利用带原位加载台的扫描电子显微镜（SEM）进行原位拉伸变形,观察复合材料剪切带的起源位置、枝晶阻碍剪切带发展的方式及剪切带的多重化过程,并研究氢对复合材料多重化剪切带的影响;其次利用X射线衍射仪（XRD）、透射电子显微镜（TEM）、同步热分析仪（STA）以及MTS材料试验机等对非晶复合材料铸态及充氢态进行物相分析、微观组织、热力学性能以及压缩性能的对比研究,重点研究氢对复合材料微观组织、变形过程、力学性能及变形机制的影响,分析非晶复合材料氢脆的主要机制;进一步把氢鼓泡预先引入材料中,在TEM下观察鼓泡破裂后引起的剪切带,以期研究剪切带的塑性流动物理起源。得到的主要结果如下:1)利用SEM原位拉伸观察非晶复合材料的剪切带形成过程,发现剪切带优先在玻璃基体与枝晶界面处的非晶基体中形核;枝晶通过两种不同的模式阻挡剪切带,枝晶改变剪切带的传播方向或者使剪切带终止于枝晶内;在枝晶间的非晶基体中出现多重化的剪切带;复合材料优先在非晶基体中产生裂纹。而充氢后,枝晶在较低应力下发生平面滑移,枝晶滑移和非晶基体多重剪切带同时产生,导致非晶复合材料拉伸强度下降,但仍具有较好的延性。2)对充氢前后非晶复合材料的结构、热力学性能研究表明,20 mA/cm~2充氢不改变复合材料的结构,但会阻碍原子迁移,影响玻璃化及晶化动力学过程,导致玻璃化转变温度Tg与晶化温度Tx升高。100 mA/cm~2充氢后复合材料内形成氢化物,氢化物分散在枝晶中,或以颗粒状分布于枝晶边界。3)Zr基非晶复合材料在压应力下具有良好的抗氢脆性能。充氢对压缩屈服强度不产生影响,最大压缩应变由39%下降到25%。复合材料的压缩呈现塑性流动为主要特征的多重剪切破坏,充氢后呈现塑性流动和平面滑移为特征的多重剪切破坏。充氢导致BCC枝晶相中产生层错,氢降低枝晶内层错能,促进平面滑移和滑移局部化,分析表明Zr基非晶复合材料氢脆符合氢增强局部塑性变形机制。4)把氢鼓泡引入至复合材料薄膜样品中,在TEM下观察到氢鼓泡破裂后导致的剪切带,剪切带可以穿过界面进入晶体相中而保持塑性流动特征;发现剪切带呈多层线性流动特征,证实了剪切带塑性流动事件是多层原子的重排,在物理图像层面上给出了非晶剪切带STZ（剪切转变区）模型的实验证据;并在此基础上提出了剪切带塑性流动的流体片层结构模型。