非晶合金（也称金属玻璃）是一种亚稳态结构的材料。由于其与传统晶体金属不同，不具有晶界、位错等典型晶体缺陷，故具有优异的综合性能。但是，变形时的剪切局域化行为导致金属玻璃的室温变形能力极差。如果能解决其塑性较低的问题，它们极有可能取代很多传统材料，在需要高性能结构材料的领域得到大规模应用。然而，目前在如何提高非晶合金塑性方面依然缺少被广泛认可的理论。所以从弹性和塑性变形机制方面研究非晶合金力学性能，对于理解和提高非晶合金各种性能有着重要的意义。本文采用压缩实验、弹性模量测试、数字散斑测试、高能X射线衍射和透射电子显微镜原位拉伸等技术，在较宽的温度范围内系统的研究了非晶合金的力学性能和结构演化。压缩实验表明Zr_41.25Ti_13.75Ni₁₀Cu_12.5Be_22.5非晶合金随着温度的降低强度提高，塑性提高。对压缩曲线中塑性区的分析发现，与剪切带行为有关的锯齿流变行为在203K时发生了由混沌向自组织极限的转变。研究发现剪切转变区体积、剪切变形激活能、剪切带的行为都与温度的变化有密切的联系。通过原位高能X射线衍射实验研究了Zr_41.25Ti_13.75Ni₁₀Cu_12.5Be_22.5非晶合金的结构随温度的演化规律。当温度高于玻璃化转变温度时，非晶合金开始发生晶化行为，其结构发生改变，高能X射线衍射结果表现出非线性的变化规律。当温度低于200K左右时，衍射结果也表现出非线性的变化规律。这时非晶合金结构的有序度增加，原子所处的能态降低。更进一步，本研究基于协同转变区模型，阐述了温度结构性能三者间的联系。透射电镜下原位拉伸试验是一种有效的揭示剪切带和变形之间关系的方法。通过透射电子显微镜下的原位拉伸试验，观察了Cu₅₀Zr₄₅Al₅非晶合金及其复合材料中裂纹的扩展过程并发现两种不同结构的合金材料具有完全不同的裂纹扩展方式。非晶复合材料裂纹的扩展方式为孔洞聚集型扩展，而单一非晶合金的扩展方式为剪切带连续扩展。无论是孔洞聚集型扩展或者剪切带连续扩展，都发生在裂纹前端的塑性区内。具体的扩展过程与材料的非均匀性有密切的联系。