本文采用四点弯曲、纳米压痕、动态机械分析仪等手段研究了金属玻璃的塑性变形行为与其结构特征的关联;提出了基于金属玻璃原子结构的变形单元模型;表征了金属玻璃在塑性变形过程中剪切带形成的敏感性;揭示了金属玻璃塑性变形机制中β弛豫的作用;发现了金属玻璃应变速率敏感性与α弛豫的关联，进一步支持了应力和温度在金属玻璃的玻璃转变过程中的等效性，并发现了当加载速率低于某一临界值时金属玻璃在过冷液相区内呈现一种理想流体状态。　　首先，参考晶态材料塑性变形中以位错为单元的变形机制，以金属玻璃变形过程中的结构演化为基础，建立了金属玻璃塑性变形的结构单元。当前，金属玻璃变形过程原位同步辐射X射线研究的结果表明，从发生弹性变形直到屈服这一过程中，随着变形应力的增加，金属玻璃中的结构变化表现为径向分布函数上峰的位置发生不同程度的偏移。径向分布函数上峰的位置偏移以及原子在短程尺度上的变形量要小于长程尺度上的变形量，反映了金属玻璃内部无序堆垛原子的局部重排特征（即:金属玻璃变形单元的特征）。据此，本部分工作在金属玻璃的径向分布函上数建立了金属玻璃基于原子结构的新的变形单元模型(Structure-based Shear TransformationZone，SSTZ)。新建立的变形单元模型里，变形单元的形状为球形，尺寸与变形应力的大小相关;变形单元的大小定义为原子尺度应变量与宏观变形相等的特征尺度。新建立的变形单元模型关联了金属玻璃的原子结构和变形单元，赋予了初始唯象的STZ变形单元以结构信息，有利于进一步研究金属玻璃原子结构与力学性质的关联。　　考察了金属玻璃弯曲变形过程中剪切带的形核驱动力以及演化特征;首先采用连续介质力学尺度失稳分析的方法，建立了金属玻璃剪切带形核的失稳条件，表征了剪切带形核的特征尺寸;第二，参考晶体材料弯曲变形中的几何效应，基于为了保持晶格变形几何协调性而存在于晶体内部的几何必需位错的分布，建立了金属玻璃剪切带萌生以及演化的变形几何条件;最后，依据分别建立的剪切带形核力学失稳条件以及几何变形条件，获得了表征金属玻璃剪切带形核敏感性的临界应变局域化因子。根据本部分工作建立的剪切带形成敏感性因子，揭示了金属玻璃的塑性与金属玻璃的模量、泊松比、表面能等参数的关系，以及几何效应在金属玻璃变形过程中的重要作用。剪切带形核的临界应变局域化因子可以为进一步分析金属玻璃变形单元协同开动的尺度以及数量提供依据，对于认识金属玻璃剪切带涌现机制有重要帮助。　　通过纳米压痕研究了三种具有不同β弛豫特征的金属玻璃Zr(Zr41.2Ti13.8Cu10Ni12.5Be22.5，Vitl)，La(La62Al14Ag2.34Ni10.83Co10.83)，和Pd(Pd40Cu30Ni10P20)的锯齿流变形为，其中La金属玻璃具有显著的β弛豫特征，Pd具有和α弛豫部分合并的β弛豫特征，Zr具有和α弛豫完全合并的β弛豫特征。研究发现，随着加载速率增加，La玻璃表现出反常的锯齿流变现象，即:随着加载速率增加，锯齿流变特征越来越明显;而Pd和Zr则表现出随着加载速率增加，锯齿流变减弱的现象。为了解释La金属玻璃的反常锯齿现象，进一步考察金属玻璃在纳米压痕保压阶段蠕变行为的特征发现，La金属玻璃的蠕变时间不随加载速率变化，而Zr和Pd金属玻璃的蠕变时间随加载速率增加迅速降低。因为蠕变时间反映了滞弹性变形释放的快慢，采用Stick-slip模型解释了La金属玻璃反常锯齿流变的特征，认为这一现象是由于滞弹性变形转变为塑性变形的速率太慢，随着加载速率增加，累积的滞弹性变形突然释放，引起的锯齿流变。La金属玻璃的蠕变时间反映了其β弛豫特征，表明β弛豫是剪切转变区内的牛顿流变形为。　　采用纳米压痕和动态机械分析仪分别研究上述三种金属玻璃的变形行为和结构弛豫行为对加载速率以及加载频率的敏感性。研究发现，金属玻璃变形的速率敏感性与其弛豫对加载频率的依赖性表现出内在的一致性，而与弛豫特征的显著程度不相关。这一相关性是由于金属玻璃弹性模量中非仿射变形引起的对Born-Huang近似的修正项决定的，因为屈服和结构弛豫都和原子的非仿射变形密切相关。这一相关性从实验时间尺度敏感性的角度支持了应力和温度对金属玻璃塑性变形的等效作用，并揭示了α弛豫在金属玻璃塑性变形中的作用。