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大多数的块体非晶(简称BMG)的拉伸塑性和断裂韧性很低,高度局域化的剪切行为使得单一的BMG通常是在没有明显室温塑性变形的情况下,以突然失效的方式发生灾难性断裂,严重制约着BMG作为先进结构材料在工程中的应用。因此,如何提高BMG的室温塑性和断裂韧性是BMG研究与开发中的一个关键科学问题。由于目前Zr基大块非晶的应用比较广泛,但是由于受塑性的制约,而使得该体系的大块非晶合金的应用受到限制。因此本文选用Zr-Cu-Al-Ni体系,通过添加合金元素和一定的半固态处理来改善该体系合金的强度和塑性。本文通过对以Zr65Cu17.5A17.5Ni10为基体的非晶合金中分别添加Fe和Ti微量元素；采用铜模吸铸法在不同电压下制备出直径3m块体非晶合金,进行半固态处理。利用X射线衍射XRD,光学显微镜0M,扫描电子显微镜SEM和微机控制电子式万能试验机等技术手段研究了不同吸铸电压对Zr63Cu17.5Al7.5Ni10Fe2和Zr60Cu17.5Al7.5Ni10Ti5大块非晶合金的微观结构、玻璃形成能力、力学压缩性能以及断口形貌的影响。XRD与压缩实验结果表明对于成分为Zr63Cu17.5Al7.5Ni10Fe2的体系而言,半固态处理后(5KV吸铸时)非晶基体中析出了晶体相,形成了大块非晶基复合材料,提高了合金的塑性。该复合材料是由微米级的树枝晶弥散分布在非晶基体上组成的,但是随着电压的增大,即有半固态到固态的转变过程中,析出的晶体相减少,塑性也降低。对于该体系而言5KV合金的强度和塑性是最好的。其强度高达1651.352MPa,塑性应变为2.93%。对于成分为Zr60Cu17.5Al7.5Ni10Ti5的体系而言,半固态处理后(7KV吸铸时)合金的塑性较好,为晶体和非晶的复合材料。但是强度并不是该体系最高的,强度仅为1487.411 MPa,塑性为该体系中的最高值为1.94%。DSC实验结果表明对于Zr63Cu17.5Al7.5Ni10Fe2和Zr60Cu17.5Al7.5Ni10Ti5体系而言,随着吸铸电压的增大,由半固态到液态的过渡过程中,合金的非晶形成能力基本呈增强的趋势。这也说明在该过程中,析出的晶体越来越少,而非晶成分增多。另外,热分析结果还表明结晶相的体积分数随电压的增大而降低。断口形貌分析表明晶相的体积分数对非晶复合材料的力学性能起着至关重要的作用,相对于完全非晶合金(8KV)的Zr63Cu17.5Al7.5Ni10Fe2和Zr60Cu17.5Al7.5Ni10Ti5而言,大块非晶基复合材料(5KV)Zr63Cu17.5Al7.5Ni10Fe2和(7KV)Zr60Cu17.5Al7.5Ni10Ti5中枝晶相的存在阻止了单一剪切带的扩展,诱发了更多剪切带的形成而使得材料的塑性变形能力有了较大的提高。