金属玻璃具有独特的力学性能,如高的屈服强度、高硬度和大的弹性应变。然而由于应变软化或热软化,在室温下,大块金属玻璃的所有塑性变形都局域在剪切带中,剪切带承载大量变形。当剪切带中的变形量超过某一临界值时,裂纹产生扩展,最终导致金属玻璃发生断裂。由于没有加工硬化机制的存在,在单向应力作用下大块金属玻璃通常表现为突然的脆断。因此大块金属玻璃的拉伸塑性应变通常为零,压缩塑性应变通常小于2%。为了克服金属玻璃的这一缺点,人们在金属玻璃中引入微米或纳米尺度的结构不均匀性来阻止剪切带的失稳扩展,制备了塑性增强的金属玻璃复合材料。然而单相塑性金属玻璃却很少被报道,尽管单相金属玻璃具有重要的科学意义和潜在的应用价值。在本论文中我们探索了提高单相金属玻璃塑性的方法并研究了单相金属玻璃塑性提高的机理。本论文中主要的结果如下：(1)通过采用热传导系数高的氦气作为吹铸气氛提高金属玻璃的冷却速度制备了塑性增强的单相大块金属玻璃。由这种方法实现的单相大块金属玻璃塑性的增强并不是由纳米晶和相分离导致,而是源于自由体积的增多。(2)通过微量添加Ti元素制备了塑性变形能力优异的单相Cu45Zr46Al7Ti2大块金属玻璃。该金属玻璃表现出32.5%的压缩塑性应变,并能发生弯曲和扭转变形。该合金优异塑性源于原子半径较小的Ti元素的添加引入的大量自由体积。(3)通过在加载过程中引入应力梯度可以导致多重剪切的产生从而增强单相金属玻璃的塑性应变。引入应力梯度可以通过改变加载方式或样品几何形状。通过引入应力梯度不仅可以在压缩中产生多重剪切,同样可以在拉伸过程中引入多重剪切。通过引入应力梯度不仅可以提高宏观塑性应变同时也可以获得宏观加工硬化现象。(4)预应力可以引起金属玻璃中名义硬度的较大变化,拉应力使硬度降低,压应力使硬度升高。和晶态材料中的情况不同,预应力可以导致金属玻璃中真实硬度的变化。预加应力导致挤出(Pile-up)和沉陷(Sink-in)现象的变化,这种现象的大小可以由名义硬度和真实硬度的差值(△H)描述。在本文研究的应力范围内△H随预加应力线性变化。有限元计算表明预加应力对金属玻璃中的真实硬度的明显影响源于金属玻璃具有比较大的弹性应变。名义硬度和△H对外加应力比较敏感,可以通过简单的硬度实验得到这两个值来表征金属玻璃中存在的残余应力。(5)利用设计的应力驰豫实验、原位加热同步辐射XRD、膨胀仪、RMC方法拟合研究了玻璃转变前的放热峰,结果表明玻璃转变前的放热峰主要源于自由体积的湮灭。