探索非晶合金是开发新型合金的一个重要研究方向。因必须快速冷却的制备条件,该类材料处于亚稳态且具有热力学非平衡特征。非晶合金是金属材料,但同时有玻璃态结构特征,具有独特的物理化学和力学性能,在众多行业中有广泛的应用前景。但非晶合金在变形过程的微观机制仍未完全澄清,制约了其力学性能的改善。本工作中,选用Zr₂Cu非晶合金作为研究对象,通过同步辐射实验和分子动力学模拟方法研究在玻璃转变温度以下的退火处理对非晶合金微观结构以及力学性能的影响。基于同步辐射技术得到的退火态Zr₂Cu非晶合金原子结构变化,运用分子动力学模拟建立Zr₂Cu非晶合金结构模型,在玻璃转变温度以下对其进行退火模拟。对制备态模型和退火态模型结构分析发现,退火态模型结构自由体积减少且原子堆积更为致密。在一定退火时间内,自由体积含量的变化与退火温度之间成线性关系,该线性关系的斜率受退火时间的影响。为了进一步探究退火处理对Zr₂Cu非晶合金力学性能的影响,对制备态及退火态模型做了拉伸变形。经过分析研究发现,在退火处理过程中,随着局部原子结构重排,自由体积会发生重分布,从而影响剪切带的扩展,退火态的Zr₂Cu非晶合金屈服强度随着退火温度的升高而增加。在变形过程中,自由体积随应变的变化呈现规律性,在弹性阶段,自由体积的含量随着应变的增加线性增加,塑性阶段,自由体积含量增长速度减缓并且趋于收敛,不同温度下退火处理的模型自由体积含量最终收敛于同一区域,即退火处理对非晶合金在变形过程中的准静流阶段的自由体积无明显影响。