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钛基非晶态合金具有高强度、耐腐蚀、成本低的特点。然而，通过合金熔体冷却的途径获得大尺寸块体材料仍然受到挑战。目前，由熔体铜模浇铸形成的钛基非晶态合金的最大尺寸仅为毫米量级。利用非晶态合金在过冷液态的粘滞流变行为，为将非晶态粉末固结成为致密的块体材料提供了机遇。因此，获得具有宽过冷液态温度区间(△Tx)的钛基非晶态合金粉末具有重要意义。本文以多组元Ti50Cu20Ni24Si4B2合金为基础，研究了在高能球磨作用下，粉末混和物发生非晶化转变形成具有宽△Tx非晶态合金的可能性；在此合金中添加元素Al和Sn对球磨诱导非晶化的促进作用以及对过冷液态热稳定性的影响；添加第二相颗粒形成硼化物/Ti基非晶态合金基复合材料后的热稳定性变化；利用等通道角挤出(ECAE)技术在过冷液态温度区间将钛基非晶态合金粉末固结成为块体材料样品。采用X-射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、差示扫描量热计(DSC)和室温压缩试验对样品的结构和性能进行了表征。主要结论如下：
(1)在高能球磨作用下，名义成分为Ti50Cu20Ni24Si4B2的元素粉末混和物可通过固态反应发生非晶化，最终产物主要为非晶相，但残留有少量反应未尽的纳米α-Ti晶体相。球磨获得的非晶态合金表现有54K的过冷液态温度区间。
(2)由元素Al部分替代Ti50Cu20Ni24Si4B2合金中的Cu和Ni对促进合金的非晶化作用不明显，球磨产物中的残留α-Ti晶体相仍不能完全消除。但随着Al含量增加，残留的α-Ti颗粒细化。Al的引入可有效地提高合金在过冷液态的热稳定性，拓宽过冷液态温度区间，Ti50Cu16Ni20Al8Si4B2合金的△Tx值达到64K。
(3)采用元素Sn替代Ti50Cu18Ni22Al4Si4B2合金中的类金属元素Si和B可明显地促进球磨诱导的非晶化转变。随着Sn含量的增加，球磨产物中残留α-Ti相的相对量显著减少。由Sn完全替代Si和B的Ti50Cu18Ni22Al4Sn6合金，球磨产物基本为单一、均匀的非晶相，△Tx值为66K。Sn促进非晶化主要归因于起始材料相组成的改变，即随着Sn含量的增加，预制母合金中的α-Ti相逐渐减少，乃至几乎消失，同时形成较α-Ti相更易于非晶化的Ti3Sn相。
(4)机械球磨CrB、TiB2颗粒与Ti50Cu18Ni22Al4Sn6合金的混和物，最终产物形成尺寸为10～200nm的硼化物颗粒弥散分布于非晶相基体上的复合材料。含硼化物的钛基非晶态合金复合材料仍具有宽过冷液态温度区间的特性。随着硼化物体积分数(Vf)的增加，复合材料的玻璃转变温度和晶化温度均有所提高，直至Vf为30％，基体非晶相的晶化过程仍由一步晶化完成。对于含CrB颗粒的复合材料，Vf不超过15％时，△Tx值仍保持约60K；而TiB2体积分数的增加对△Tx几乎无影响，含TiB2颗粒复合材料的△Tx值仍保持65K左右，与无颗粒添加的单一非晶相的△Tx值几乎相同。
(5)利用等通道角挤出技术将Ti50Cu18Ni22Al4Sn6非晶态粉末在Tg附近挤出，获得的块体材料致密度约为97％。挤出过程中非晶态粉末的“粘滞流变”不够充分和发生部分晶化可能是影响其致密化的主要障碍。挤出样品的部分晶化导致硬度增加。在单向压缩载荷作用下，挤出样品中的缺陷触发样品脆性断裂，使断裂在达到屈服极限之前过早发生，导致压缩断裂强度明显低于由显微硬度估算出的断裂强度。