块体金属玻璃由于其高强度、高弹性和耐磨损抗腐蚀等优异的力学性质已经在军用、民用 领域取得了一些重要应用。然而不同的金属玻璃可以表现为极脆（类似陶瓷脆性）或极韧（类似钢铁）；另一方面，金属玻璃的铸造工艺及亚稳态结构为其断裂韧性的测量及断裂机理的研究提出了极大的挑战，而理论上还不能够给出金属玻璃的断裂韧性与材料参数、试样几何以及工艺条件等因素之间的关系。为了解决这一挑战，本项目基于热塑性成型工艺，开发了制备高品质断裂韧性测试试样的新方法。项目发现利用所开发的新工艺在试样表面创造局部的平面应变状态，可以实现小试样本征断裂韧性的测量。这对于高韧材料本征断裂韧性的测量，极大降低了试验难度和试验成本。基于上述技术，项目系统研究了试样厚度以及裂纹尖端曲率半径对剪切带演化和断裂模式的影响，解释了所观察到的断裂韧性与塑性区尺寸的正相关特性，为金属玻璃断裂韧性的测量提供了实验和理论基础。此外，项目还开发了界面裂纹阵列的制备技术，实验和有限元模拟表明含阵列裂纹体的剪切强度仅与裂纹的面积分数有关，对阵列裂纹的分布不敏感，该技术为金属玻璃应用中的铸造尺寸制约提供了可能的解决方案；研发了金属纳米模铸技术，应用于金属玻璃裂纹尖端应变场的实验监测；开发了低频机械振动技术用于增强金属玻璃在超冷液相区的流变性能。项目的研究成果可望促进金属玻璃这类新型材料在工程中作为结构材料的广泛应用。