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金属玻璃的原子排列是长程无序的，因此它表现出与传统晶态合金完全不同的力学行为。由于它具有高强度、高硬度和耐摩擦等力学特征，因此它被认为是一种潜在的优质结构材料。目前发现了诸多具有良好玻璃形成能力的合金体系，但对于金属玻璃的变形与断裂及其强韧化等问题却仍然缺乏系统和深入的研究与认识。由于绝大多数金属玻璃均表现为宏观脆性，人们倾向于将其应用于涂层材料或微电子机械结构件，因此金属玻璃力学行为的尺寸效应成为了目前金属玻璃领域的一大研究热点。本论文以多种具有不同韧脆性特征的金属玻璃为研究对象，采用压缩和冲压载荷方式，对其变形和断裂行为的宏观尺寸与几何效应以及金属玻璃在复杂应力状态的变形行为进行了研究。研究了试样尺寸对金属玻璃压缩变形与断裂行为的影响。通过减小试样尺寸，韧性金属玻璃的压缩塑性变形量得到了显著提高。尤其是小尺寸的Zr50.7Cu28Ni9Al12.3和Zr52.5Ni4.6Al10Cu17.9Ti5试样可压缩成圆饼状而无明显开裂现象。揭示了韧性金属玻璃本质上具有良好的塑性变形能力。而Fe57.6Co14.4B19.2Si4.8Nb4和Mg65Cu7.5Ni7.5Zn5Ag5Y10等脆性金属玻璃在压缩变形时则同时发生破碎和剪切断裂。对于大尺寸的脆性金属玻璃，破碎断裂占主要地位，剪切断裂特征被破碎断裂所掩盖。而对于小尺寸的脆性金属玻璃试样，剪切断裂占主要地位，但破碎断裂方式仍然存在。由于弹性能在剪切断口上的瞬间释放，可以在Zr基和Ti基等金属玻璃的断裂瞬间观察到剧烈的发光现象。而对于Fe基和Mg基等金属玻璃，由于弹性能几乎都消耗在破碎断裂过程中，这是一种低能量密度的断裂方式，因而几乎观察不到发光现象。金属玻璃的剪切稳定性受到尺寸的显著影响：减小尺寸可以显著降低剪切带消耗弹性能的密度，进而提高金属玻璃的剪切稳定性。这种现象可以从弹性能角度来分析，即剪切带消耗弹性能的密度。发现金属玻璃剪切带消耗弹性能的密度强烈依赖于试样尺寸，减小试样尺寸可以显著提高金属玻璃材料的剪切稳定性。同时，剪切带消耗弹性能的密度理论也可以很好地解释试样尺寸导致的金属玻璃的韧性转变。这些结果的发现对于提高金属玻璃的剪切稳定性和理解金属玻璃的韧脆性断裂的本质具有重要现实意义。研究了Ti基金属玻璃在冲压载荷下受约束条件时的变形与断裂行为，并研究了Zr基金属玻璃在冲压载荷下的尺寸效应。通过对Ti基金属玻璃冲压试样的下表面施加约束，Ti基金属玻璃表现出良好的变形能力，比无约束状态的变形能力显著提高。实验结果表明Ti基金属玻璃的变形与断裂强烈依赖于其所受的应力状态。在冲压试样的下表面观察到了径向、周向和螺旋形的剪切带及与剪切带相对应的剪切裂纹。径向和周向剪切带和剪切裂纹与双向拉-拉应力一致，而螺旋形剪切带和裂纹与双向拉-压应力状态相吻合。通过对下表面施加不同强度的约束，发现控制剪切裂纹的萌生或扩展均可以稳定Ti基金属玻璃的塑性变形，延迟剪切裂纹扩展到临界尺寸，可以在金属玻璃试样上形成丰富的多重剪切带。通过减小冲压试样的厚度，发现冲压塑性变形能力显著减弱，即临界剪切台阶减小，剪切带密度明显减小。但约化剪切台阶基本保持不变，表现出与单轴拉伸、压缩变形和自由弯曲变形完全不同的尺寸效应。