作为一种亚稳态的非晶合金材料,金属玻璃由于其特殊的结构特征(原子排列短程有序而长程无序),而表现出优异的力学、物理和化学性能,并且具备在过冷液相区超塑性成型的能力,因此被认为是制备微纳米尺度器件的一种新的结构材料。但是,随着金属玻璃尺寸的减小,其力学行为会与块体有显著的差异,出现明显的尺寸效应。在微纳米尺度,比表面积的急剧增大使表面成为主导金属玻璃力学行为的主要因素,因此金属玻璃表面的力学行为一直是金属玻璃研究领域的热点和难点。阐明金属玻璃表面微纳米尺度力学行为不仅能够加深我们对金属玻璃基础研究的认知,并且能够推进现在单纯的以晶体材料为主的微纳米器件制造技术。在这篇论文中,我们首先采用动态纳米压痕的方法仔细地研究了金属玻璃近表面微纳米尺度的塑性变形与样品尺度的关系。实验结果说明在不同金属玻璃体系中,当塑性变形超过一定临界尺度时,剪切带都会经历一个从离散分布(表面或近表层)到局域分布(内部)的变化过程。在低于临界尺度时,也就是在离散分布区,塑性变形以多重剪切带为主,并且剪切带的剪切位移很小。但是在大于临界尺度时,也就是局域分布区,塑性变形局域于几个剪切带内,并且剪切带的剪切位移很大。这种塑性变形方式的转变导致了金属玻璃中硬度的尺度效应,随着压入深度增加,硬度逐渐减小直至接近体材料硬度数值。通过实验和理论分析,我们发现这种塑性转变与金属玻璃的弹性模量和脆性相关,并且定性的给出了三者之间的关联。将观察区域进一步缩小至金属玻璃表面,我们发现金属玻璃表面动力学行为与块体有明显不同。首先,我们发现动态原子力显微镜技术第一次实现了金属玻璃塑性变形过程中纳米尺度结构演化的实验观测。实验结果说明对于块体金属玻璃塑性变形,随着外界应力的增加,结构中软区所占的比例会不断增加,呈现聚集长大的特征,导致结构向更高的能态演化。但金属玻璃表面的结构演化则与块体的完全不同,即随着外界应力的增大,表面结构演化依次经历了四个阶段:从最开始的随机结构演化变为结构弛豫,中间经历一个动态平衡的过程最后到达不断向高能态演化的阶段。表面这种偏离块体结构演化的特殊的变形特征与软玻璃体系的非线性流变学非常相似,这就说明在实验观察尺度上金属玻璃表面并不是像内部一样处于固态,而是一种更接近液体的状态。最后我们采用纳米压痕仪的划痕功能研究了金属玻璃表面类液体属性对摩擦行为的影响。实验结果说明金属玻璃表面的类液体层可以起到自润滑的效果,能有效地降低表面的摩擦系数,其最小值仅为块体内部摩擦系数的1/3。这种自润滑效果源于类液体层的均匀塑性变形,与块体材料局域剪切带的变形方式完全不同。同时,实验结果还量化了金属玻璃表面自润滑的深度范围,并且揭示了自润滑深度范围与玻璃转变温度的负相关关系。本论文对金属玻璃近表面区域微纳米尺度力学行为的初步研究所获得的结果不仅揭示了金属玻璃在小尺度范围内形变和近表面结构演化动力学行为的一些现象和基本规律,为完善和发展金属玻璃形变和相关的科学理论提供了实验依据,同时对于设计具有新功能特性的微纳米器件,比如自修复,自润滑等,指明了方向。