本论文利用X射线衍射仪（XRD）、透射电子显微镜（TEM）、小角X射线散射（SAXS）、差示扫描量热仪（DSC）、差热分析法（DTA）、扫描电子显微镜（SEM）、力学性能试验机（Zwick Roell Testing Machine）、显微维氏硬度计（Vickers Indenter）等实验手段系统研究了Zr-Cu-Ni-Al-Ta合金中的不均匀微结构对其室温力学性能的影响。采用电弧熔炼/铜模吸铸技术制备了(Zr_75+xCu_25-x)_78.5Ni₁₀Al_7.5Ta₄（x=0,5,11）三种合金,分别得到了三种结构:具有均匀微结构的单一非晶相（x=0）;具有强二十面体中程序团簇结构的单一非晶相（x=5）;准晶/非晶复合材料（x=11）。室温压缩实验表明,与具有均匀微结构的单一非晶相相比,具有强二十面体中程序团簇结构的非晶相表现出了显著优异的塑性,其塑性应变可达8.3%,但这种塑性变形主要通过单一的主剪切带进行,具有冷剪切变形的特点。为解释二十面体中程序（IMRO）团簇结构如何影响非晶合金的剪切带行为并提高其塑性,本文提出了一种“核/壳层”的结构模型:紧密堆积的IMRO团簇作为一个核,其周围由其他排列松散、富含自由体积的团簇形成一个壳层。正是这样一种“核/壳层”结构引起了自由体积的不均匀分布,从而使剪切带的开动和扩展变得相对容易,并最终提高了合金的室温塑性。对(Zr₈₀Cu₂₀)_78.5Ni₁₀Al_7.5Ta₄块体非晶合金,研究了冷却速率对其内部微结构及力学性能的影响。结果表明,随着冷却速率的降低,原子排列更加紧密,从而使硬度提高;同时,低的冷却速率还会减少合金中自由体积的含量,并增强二十面体团簇结构至纳米晶水平（³nm）,这些均不利于剪切带的开动及扩展,从而导致合金的塑性变差。通过单边缺口三点弯曲试验,测得了(Zr₇₅Cu₂₅)_78.5Ni₁₀Al_7.5Ta₄、(Zr₈₀Cu₂₀)_78.5Ni₁₀Al_7.5Ta₄和(Zr₈₆Cu₁₄)_78.5Ni₁₀Al_7.5Ta₄三种合金的缺口韧性值分别为:66.1±7.4MPa·m^1/2,86.4±4.4MPa·m^1/2和24.5±3.2MPa·m^1/2。可以看到,与室温压缩结果一致,(Zr₈₀Cu₂₀)_78.5Ni₁₀Al_7.5Ta₄非晶合金的韧性最为优异,其原因在于该非晶合金中的自由体积不均匀分布影响了剪切带行为,从而提高了其韧性。