本文以Zr-Cu-Ni-Al四元块体非晶合金为对象,设计了新的Zr基块体非晶合金成分Zr₅₁Cu_24.70Ni_14.34Al_9.96 ,对比在成分设计过程中得到的Zr₅₁Cu_20.7Ni₁₂Al_16.3和Zr₅₁Cu_24.22Ni_14.06Al_10.72非晶成分,对其玻璃形成能力及力学行为进行了系统的研究。热分析研究表明,在三种Zr-Cu-Ni-Al非晶合金中Zr₅₁Cu_24.70Ni_14.34Al_9.96合金具有极高的热稳定性和玻璃形成能力,其玻璃转变温度T_g高达728 K,约化玻璃转变温度T_rg（T_g / T_m）达0.707,最大临界尺寸接近12 mm。但直径12 mm样品的XRD结果有极少量的晶化峰。为进一步提高玻璃形成能力,对直径12 mm Zr₅₁Cu_24.70Ni_14.34Al_9.96合金进行透射电镜分析。研究表明,非晶基体中存在少量六角晶系的Zr₅Al₄类（a = 8.437, c = 5.8）晶态相和立方晶系的Cu₉Al₄类（a = 8.702）晶态相。因此,进一步降低Al含量,抑制含Al化合物的析出,可以进一步提高该合金系的玻璃形成能力。通过准静载条件下压缩实验、维氏硬度和纳米压痕等测试手段,研究了三种非晶合金的室温力学行为。室温压缩实验表明,三种非晶合金的断裂强度随其玻璃形成能力提高而增加,其中Zr₅₁Cu_24.70Ni_14.34Al_9.96非晶合金室温压缩断裂强度为2481 MPa。这是由于非晶合金的断裂强度与其玻璃转变温度呈线性关系,Zr₅₁Cu_24.70Ni_14.34Al_9.96非晶合金具有更高的玻璃转变温度因而拥有更高的强度。研究了不同压缩测试条件对非晶合金力学性能的影响。结果表明:随着应变速率的增加,非晶合金的断裂应力和塑性应变呈下降趋势;随着非晶样品直径的增加,非晶合金的断裂应力和塑性应变呈下降趋势。这是由于小直径试样具有大的冷却速度,在铸态下可以保留更多的自由体积,更容易引发剪切带的增殖,从而提高非晶合金的塑性。研究发现低温下Zr₅₁Cu_20.7Ni₁₂Al_16.3非晶合金强度、塑性都有明显提高,在143K时断裂强度达到2361 MPa,塑性应变达到14 %。这是由于低温下需要更大的载荷才能产生足够的自由体积促使剪切带扩展,因此块体非晶合金表现出更高的强度;同时,低温环境抑制了非晶合金变形时的绝热升温,减慢剪切带扩展从而提高了其塑性。