非晶合金在加载过程中因为局域化剪切带的形成,导致非晶合金室温下没有宏观塑性。为了提高室温塑性,内生树枝晶增韧的非晶基复合材料被相继开发出来。该类合金具有塑性大、强度高和制备工艺简单等特点。但是,室温拉伸变形屈服后,非晶复合材料主要表现为应变软化,导致该类复合材料在服役过程中过早失效。为了解决这一问题,典型的内生树枝晶非晶复合材料(Ti48Zr18V12Cu5Be17,原子比,%)被开发出来。应用纳米压痕技术结合有限元模拟的方法反演出了树枝晶的拉伸应力-应变曲线。另外,根据内生树枝晶/非晶复合材料的拉伸行为,拉伸变形曲线可分为四个阶段:(1)弹性-弹性,(2)弹性-塑性,(3)塑性-塑性(加工硬化)和(4)塑性-塑性(应变软化)阶段。每个阶段的本构方程均被构建出来,理论计算结果和实验结果相一致。因此,该拉伸模型能够用来解释和预测非晶复合材料的拉伸变形行为。根据拉伸变形模型,发现在变形过程中,两相的弹性模量对非晶复合材料的力学行为有重要影响。通过冷轧实验,研究了树枝晶/非晶复合材料在变形过程中模量和硬度演变规律。研究表明,树枝晶/非晶复合材料中非晶相的杨氏模量和硬度随着冷轧变形量增加而减小。然而,树枝晶相的杨氏模量保持不变,硬度先增加,随后保持不变。因为在塑性变形过程中非晶基体有自由体积的产生,所以非晶相的杨氏模量降低。树枝晶在变形前后原子间间距不会发生改变,导致杨氏模量基本保持不变。通过拉伸变形模型的理论预测,发现当非晶相和树枝晶相的杨氏模量相匹配时,非晶复合材料的塑性达到最大。为验证理论的正确性,设计了拉伸预变形实验。该实验能够保证两相模量趋于相近。研究表明预变形能够显著地增加非晶复合材料的塑性,并且,强度也略微增加。预变形后导致非晶相中的自由体积增加,而自由体积的增加将进一步引发非晶相的杨氏模量降低,从而使非晶相和树枝晶相间的应力集中增加,最终,激发多重剪切带。剪切带的密度与非晶复合材料的塑性大小成正相关。所以,多重剪切带使得非晶复合材料塑性增加。杨氏模量的匹配为设计两相非晶复合材料提供了一个新的思路。利用该方法,我们能够设计出室温塑性优异,加工硬化能力强的内生非晶复合材料。