本文利用核技术手段对新型合金材料进行研究。非晶合金作为一种新型的合金类材料，因其优异或独特的物理、化学、力学性能以及良好的应用前景，引起了人们的极大兴趣。近半个多世纪以来，关于非晶合金微观结构与力学行为等机理性的问题一直是众多材料与物理学家的研究重点。目前，通常采用快速冷却熔融状态的合金液体制备得到非晶合金，而制备过程中的冷却速率对非晶的结构与性能起着非常重要的调控作用。本工作中，基于核技术方法，即采用先进的同步辐射技术，并结合模拟计算的方法，选取玻璃形成能力较好的Zr48Cu45Al7非晶合金作为研究对象，研究了冷却速率对非晶合金微观结构及其变形行为的调控机制作用。
　　首先，以不同冷却速率制备了 Zr48Cu45Al7非晶合金条带（高冷却速率）和棒状（低冷却速率）样品，利用同步辐射技术结合反蒙特卡洛与分子动力学模拟构建两个尺寸大小相同的制备态结构模型。对两种模型结构参数进行初步分析，发现两种模型原子的基本结构存在一定差异。在此基础上，引入Voronoi分形方法与自主开发的原子堆积效率和自由体积算法，并在制备态模型的基础上构建高温时的合金液体模型。通过对模型的结构进行进一步解析发现，高冷却速率的条带模型中保留了更多高温液体时的结构特征，如五次对称性低的团簇含量较多，原子堆积较为松散、自由体积含量更多，并存在更多的类液区。
　　为了进一步在消除尺寸效应的影响下探究冷却速率对 Zr48Cu45Al7非晶合金变形行为的调控作用，利用分子动力学分别模拟了高冷却速率与低冷却速率制备态模型的压缩变形过程，探测变形过程中微观结构参量的变化规律，并在模型中成功探测到原子剪切应变。结果表明，在较高冷却速率下制备的非晶合金屈服强度较低，且不易产生应力软化，从而表现出较好的塑性。两制备态模型的配位数、原子堆积效率、团簇含量和规则性等短程结构参数存在明显差异，但是在压缩变形过程中的变化规律却非常相似。然而，研究发现两模型自由体积含量在压缩变形过程中的变化规律不同，结合原子剪切应变的分析得出冷却速率对变形行为的调控机制在于通过调控非晶合金中自由体积及类液区的含量，影响剪切转变区的演化及剪切带的产生，导致变形模式存在差异，从而影响非晶合金的强度与塑性。