Zr基非晶合金由于其高强度、耐腐蚀,使其具有许多广泛的应用。另外,非晶合金及其衍生的结晶材料具有非常好的抗滑动和耐磨性。非晶合金作为一种新兴的先进工程材料家族,从其优异的硬度、良好的耐腐蚀性到较大的弹性应变极限,具有固有的吸引力。但是,由于非晶合金的尺寸小、在室温下成形加工困难,这极大限制了非晶合金的应用发展。因此,本文以Zr基非晶合金的晶化行为与晶体材料的连接界面行为等问题作为重点,深入讨论非晶合金激光焊接的结晶行为,为非晶合金与晶体材料的高质量连接提供理论指导。本文首先选用非晶形成能力强和热稳定性较好的锆基非晶合金Zr41.2Ti13.8Cu12.5Ni10Be22.5（Vit1）,对Zr基非晶分别进行连续激光和脉冲激光重熔实验,通过XRD、XPS、OM、SEM+EDS等测试手段分析了工艺参数对块体非晶的激光重熔非晶化和热影响区晶化行为的影响,并通过维氏硬度表征了激光重熔对非晶合金显微硬度的影响。结果表明,Vit1非晶合金进行连续激光重熔后,在热影响区形成Zr2Cu、Ni5Zr等晶化相,这些晶化相均以小圆球状的纳米晶分布在非晶基体中。在激光功率较小时,在焊缝处出现大量针状的枝晶团,随着激光功率的增加,焊缝区也出现小圆球状的晶化相,分布比热影响区稀疏,并且,非晶合金的硬度随着激光功率的增加而降低。另外,脉冲激光重熔非晶合金后,焊缝形状呈半圆形,随着占空比的增加,熔宽和熔深均增加。在热影响区出现Ni5Zr相、FCC相、Zr2Cu相和Ni3Ti相,在试样表面同样存在Zr O2、Ti O2、Cu O和Ni O氧化物。不同焊接参数下,热影响区的晶化相呈小圆球状,EDS图谱显示纳米晶中含有大量的Cu元素。基于非晶合金在高灵敏传感器领域的应用,本文还研究了Zr基非晶合金与铜脉冲激光对接焊接头的显微组织与力学性能。研究表明,在Zr基非晶合金/铜界面出现Zr2Cu、Zr2Ni和Cu Ti等晶化相。脉冲频率一定时,随着占空比的增加,衍射峰越明显;占空比一定时,随着脉冲频率的增加,晶化相增多。在Zr基非晶合金/铜界面处靠近非晶侧出现扩散层,扩散层的宽度随着占空比和脉冲频率的增加而增加。EDS图谱显示扩散层含有大量的Cu元素,在非晶合金中形成富Cu区,少量的Zr、Ni、Ti扩散到Cu侧,在试样表面形成Zr O2、Ti O2、Cu O等氧化物,造成了界面处呈现较高的伏特电位,随着更多的Cu扩散到非晶合金侧形成扩散层,促使界面处的伏特电位降低。此外,Cu扩散到非晶合金中,在非晶合金中形成非常细小的Cu晶粒结构,而大部分非晶合金仍为非晶态,并且Cu扩散到非晶合金中由于弥散强化的效应,促使非晶合金靠近界面处显微硬度升高。而Cu侧靠近界面处出现晶粒长大现象,导致Cu侧靠近界面处硬度低于Cu母材区。利用分子动力学建立了非晶合金与铜晶体之间的原子互扩散模型,研究了扩散时间和温度对扩散层厚度的影响以及不同扩散温度和晶体取向对界面扩散原子结构的影响。结果表明,在非晶合金和铜连接界面的扩散过程中,主要是Cu原子向非晶合金中扩散,非晶合金原子几乎不扩散,这与试验结果相吻合。另外,随着扩散时间的增加,界面扩散层的厚度增加;随着模拟温度的增加,界面扩散层的厚度显著增加,并且在非晶合金中出现了纳米结晶现象。通过研究不同温度下扩散对晶面缺陷的影响发现温度越高,扩散界面形成的位错数量越多,且在高温下容易发生FCC结构向HCP结构的转变。另外,不同取向的原子结构表现出各向异性,＜111＞晶向中较多的FCC结构转变为HCP结构,且该晶向的空位数最多,扩散层厚度最大。