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Ti基金属玻璃具有高的比强度，优异的抗腐蚀性能，是一种具有应用前景的新型材料。但是Ti基金属玻璃的形成能力较弱，并且室温载荷作用下的塑性有限，大都表现为脆断。为满足应用需求，发展具有高玻璃形成能力的，并兼有良好塑韧性的新型Ti基非晶合金具有重要意义。本工作以Ti-Zr-Ni-Cu-Be五元合金系为基础，在相图富Ti区系统地研究了合金的玻璃形成能力，内生韧性增强相Ti基金属玻璃复合材料的形成、力学性能。主要结论如下：
本文在Ti-Zr-Ni-Cu-Be体系中的(Ti33.4Zr24.4)-(Ni4.4Cu8.4)-Be伪成分三角形中，通过比较合金热力学特征和凝固组织，在富Ti区重点研究两个区域A和B。其中A区是玻璃易形成区域，该区域具有最佳玻璃形成能力的合金是Ti33.4Zr24.4Ni4.4Cu8.4Be29.4，水淬条件下，其形成金属玻璃的临界尺寸是直径22mm。B区为内生韧性增强相金属玻璃复合材料易形成区域，其中Ti45.7Zr33.0Ni3.0Cu5.8Be12.5(记作ZT-M合金)合金的非晶基体Ti32.8Zr30.2Ni5.3Cu9Be22.7(记作ZT3合金)合金的玻璃形成能力较高。水淬条件下，其形成金属玻璃的临界尺寸大于直径50mm。对该合金的各项测试结果表明：Ti32.8Zr30.2Ni5.3Cu9Be22.7的力学性能优异，压缩和拉伸断裂强度分别为1831MPa和1765MPa，密度为5.541g·cm-3。
Cu的增减能够有规律性地影响(Ti36.1Zr33.2Ni5.8Be24.9)100-xCux合金的玻璃形成能力。当x介于0～3时，合金玻璃形成能力较低，100g纽扣锭中发现大量Be2Zr和Ni10Zr7晶态相。当x介于5～17时(ZT系列合金)，合金玻璃形成能力随Cu含量增加逐渐下降。ZT1，ZT2和ZT3(x分别为5，7，9)合金形成金属玻璃的临界尺寸介于直径50mm～60mm之间。用Fe和Co完全替换Ni能够提高ZT3合金的玻璃形成能力，替换后合金具有3％以上的压缩塑性变形能力。替换后的ZTF3和ZTC3合金虽然玻璃形成能力有所提高，但晶化激活能下降，合金抗晶化能力和热稳定性下降。
内生枝晶复合材料ZT-M合金具有高的两相结构稳定性。无论是高冷速的甩带样品还是低冷速的铜模浇铸φ15mm棒材均能保持析出单一β-Ti相，而体心立方结构β-Ti相的形成依赖于剩余液相。ZT-M合金具有5％以上的拉伸塑性，加工硬化明显；当枝晶相体积分数一定时，复合材料屈服强度保持一定，析出相尺寸增加，材料塑性变形能力提高。
采用直接调控增塑相摩尔百分数的方法成功制备了系列含有β-Ti相的(Ti32.8Zr30.2Ni5.3Cu9Be22.7)100-x(Ti61.5Zr36.4CH2.1)x(x=10～95)非晶复合材料。随x值增加，枝晶体积分数增加。压缩载荷作用下，内生枝晶相的体积分数与力学性能之间存在非单调关系，只有超过临界值后(为36％)，才能改善合金的塑性，且体积分数越高，塑性改善效果越明显，加工硬化明显。