微米级金属纤维由于其独特的微观结构和几何特征,表现出特殊的力学性能,兼具金属纤维和非晶合金的特点。本文采用旋转蘸取工艺制备出Cu-Zr-Ti-RE系金属纤维,系统研究了微量稀土元素Pr、Y、Dy掺杂对Cu-Zr-Ti金属纤维的组织结构、拉伸力学性能及断裂可靠性的影响规律,并在此基础上深入探讨了金属纤维的拉伸变形机理问题。通过XRD、DSC、SEM和TEM等技术手段对制备态Cu-Zr-Ti-RE系金属纤维的组织结构进行表征。利用Video Gauge^TM原位准静态拉伸平台对制备态和电流调制处理态Cu-Zr-Ti-RE系金属纤维的力学性能进行测试,同时使用Weibull统计方法对其断裂可靠性进行分析。采用ANSYS有限元模拟和断口形貌观察相结合的方法对金属纤维的拉伸变形过程进行对比分析,以期阐述其变形机理。研究结果表明,制备态Cu-Zr-Ti-RE系金属纤维为典型非晶态结构特征;微量稀土元素掺杂可提高金属纤维的热稳定性,其中Cu-Zr-Ti-Pr纤维的玻璃转变温度T_g可达450.8℃。稀土元素掺杂提高了金属纤维的组织有序度ψ,在非晶基体上出现了一定量的纳米团簇有序区,是其力学性能得以改善的直接原因。稀土元素掺杂同时提高了金属纤维的抗拉强度R_m和断裂伸长率e指标,其中Cu-Zr-Ti-Dy纤维的R_m达2813.8MPa（2.81 GPa）,Cu-Zr-Ti-Pr纤维的e为2.85%。稀土元素掺杂亦利于提高Cu基金属纤维的断裂可靠性,其中Cu-Zr-Ti-Dy纤维的三参数Weibull模数m可达2.69,Cu-Zr-Ti-Pr纤维的断裂门槛值σ_u最高为1420.37 MPa（1.42 GPa）。因此,稀土元素掺杂可为Cu基金属纤维的实际工程应用提供技术保障。基于ANSYS/LS-DYNA有限元模型和单轴拉伸模拟的结果,Cu基金属纤维的拉伸变形过程更符合Drucker-Prager屈服准则。对比Cu-Zr-Ti-RE系金属纤维的拉伸断口形貌可知,非晶金属纤维在微观上因剪切带大量存在而属于塑性断裂（宏观仍为脆性断裂特征）,稀土元素掺杂使其断口形貌变得复杂,断裂角θ增大,其中Cu-Zr-Ti-Y纤维的θ值约为52°。在金属纤维拉伸变形过程中,初始为弹性变形,而后自由体积聚集与流变缺陷融合演变为初始裂纹,而裂纹尖端塑性区内形成新的微孔,并发生局部剪切变形,继续加载导致剪切带快速扩展,最终断裂失效。