金属玻璃作为非晶物质中的新成员具有相对简单的结构,很适合用于研究非晶物质的基本物理问题,比如非晶中短程序或中程序的团簇在空间上的排布、玻璃转变的具体过程等。同时金属玻璃本身也具有优异的物理性能和化学性能,比如高弹性、高硬度、耐磨损、防腐蚀、过冷液相区的超塑性,有些金属玻璃具有比同种成分晶体催化性更高、生物相容性更好的特点。这些优点使其在许多领域都有巨大的应用潜力。然而人们对金属玻璃的研究还在发展阶段,对很多概念和物理机制的认知都不是非常清晰。微观结构可以使人们对非晶物理本质和各种性能的分析都更加直观。透射电子显微镜对于分析材料的微观结构具有自己独特的优势。近年来随着透射电子显微镜技术的发展,越来越多的透射电镜实验已经应用到非晶微观结构和机制的分析当中。本论文通过透射电子显微学的方法对金属玻璃在抗氧化性、表面扩散、形核结晶等方面进行了研究。主要内容如下:1.研究了含铝金属玻璃良好抗氧化性的机制,给出了表面氧化铝保护层抗氧化的直接实验证据。通过电子束辐照下的原位透射电子显微观察,发现金属玻璃表面会形成一层氧化铝保护层。该致密的保护层可以阻碍氧分子的嵌入,减少氧分子在表面上的附着并且使决定氧化深度和速度的Mott势在保护层下急剧下降,从而使含铝的金属玻璃比其他金属玻璃更抗氧化。还通过对比实验证明非晶表面的原子扩散比同种成分的晶体容易。2.发现金属玻璃在玻璃转变温度以下长时间退火会使表面结晶。通过透射电子显微学分析其结构为类似超晶格的均匀结构,并且结晶使原本均匀的成分分布发生偏析。通过不同退火温度的对比实验证明了更高的温度会使结晶不均匀,出现多晶或多相的晶体。3.通过脉冲激光沉积制备了均匀分布在平整非晶SiNx支撑膜上的Pd80Si20金属玻璃纳米颗粒。通过透射电子显微技术对其成像并统计出金属玻璃临界形核尺寸。通过电子束辐照下颗粒变化的直接观察及分子动力学模拟,对该结论进行了验证。此外提出了两种快速判断SEM-FIB双束系统所制透射电子显微镜样品厚度的方法。