本文通过X射线衍射（XRD）、透射电子显微镜（TEM）、差示扫描量热法（DSC）等一系列实验手段系统研究了冷却速率和预应变对Cu Zr Al非晶合金结构不均匀性的影响,并通过数值模拟技术探究了结构不均匀性对非晶合金力学性能的影响。采用单辊甩带法和铜模吸铸法分别制备了Cu Zr Al薄带和直径为2 mm的块体非晶合金。探究了冷却速率对化学成分分布的影响,随着冷却速率的提高,Cu和Zr元素分布规律基本不变,但合金中Al元素分布更不均匀,该结果与数值模拟结果相一致。计算得到上述薄带以及块体非晶合金的有序度分别为1.5%和7.8%,表明直径为2 mm的非晶合金更加有序,数值模拟计算了两种不同冷却速率非晶合金中多面体含量,结果与此相对应。从DSC曲线可以看出,随着冷却速率的提高,非晶合金的自由含量会增加。采用LAMPPS模拟了冷却速率分别为1010 K/s和10~8K/s的非晶合金在拉伸过程中的结构转变以及剪切变形行为,高的冷却速率将导致非晶合金体现低的屈服应力与更不均匀的剪切模量分布,并形成更多的剪切带,这归因于其内部形成的更多的自由体积,这也将促进其塑性变形能力的提高。为了揭示预应变对非晶合金结构不均匀性的影响,本文对Cu Zr Al非晶合金进行了预压缩,得到了预应变为10%、29%和44%的非晶合金样品。DSC和TEM的结果表明随着应变的增加非晶合金中的自由体积先增加后减小,而有序度的变化规律相反。纳米压痕结果表明随着预应变的增加非晶合金样品表面硬度分布会更加不均匀,通过计算铸态和不同预应变非晶合金样品的剪切转变区（STZ）体积和激活能,结果表明,预应变可以显著降低STZ的激活能,并在压缩过程增加STZ的数量以适应塑性变形,从而导致脆性到韧性的转变。通过以上研究表明,冷却速率和预应变可以调控非晶合金的结构不均匀性,从而提高非晶合金的力学性能。