非晶合金具有优异的力学性能,但室温下缺乏拉伸塑性从而限制该类材料的应用,因此研究非晶合金在变形过程中的微观机制显得尤为重要。与晶体合金不同,非晶合金具有长程无序,短程有序的结构特征,目前尚不能完全揭示其变形机制。本文为致力于研究该问题,采用实验结合模拟的研究方法,即通过同步辐射实验和分子动力学模拟软件LAMMPS,对非晶合金在拉伸和压缩状态下的变形过程进行了研究,并通过Voronoi分形技术、自由体积(FV)计算等探索了非晶合金变形过程的微观机制。首先,利用同步辐射平台的X射线衍射实验和X射线吸收实验,并结合RMC拟合得到模拟所需要的初始结构模型,再采用LAMMPS进行拉伸和压缩实验的模拟,通过Voronoi分析技术和自由体积等方法分析了两种应力加载模式表现不同屈服行为的原因。结果表明,在拉伸和压缩过程中,Voronoi团簇的变化趋势非常相似,因此难以从团簇的角度解释拉伸和压缩过程中的差异。发现自由体积的尺寸随应变的增加而增加。并且,跟拉伸变形相比,压缩过程中FV呈现更低的平稳值,从而导致压缩模型具有更高的屈服强度。此外,在压缩模型中,自由体积的饱和值和屈服强度均对应于8%的应变,而在拉伸情况中,自由体积的饱和值远远超过屈服应变值,对应11%的较大应变,从而可解释两种变形模式之间不同的屈服行为。在此基础上,对拉伸过程中非晶合金变形的非均匀性进行了研究。通过对模型进行分区处理,结合Voronoi分形和自由体积(FV)计算等技术进行分析,发现非晶合金中各个区域的Voronoi团簇变化在主应力方向保持一致,而自由体积的尺寸、体积和密度在主应力方向上不再保持一致。其中,自由体积的尺寸和体积在三个区域都是随应变的增加而增加的,并且中心区的增加幅度最大。自由体积的密度在三个区域呈现不同的变化趋势,中心区密度随应变的增加而降低,过渡区和两端区的密度随着应变的增加而增加,自由体积密度在三个区域不同的变化趋势可能是由原子尺度的微观应力造成的。