从原子和电子尺度理解金属玻璃结构和性能的关系是当前凝聚态物理领域面临的一个巨大挑战。金属玻璃的宏观塑性差，塑性流变通常局限在微纳米尺度的剪切带内，这严重阻碍了它作为新型结构材料的广泛应用。深入研究金属玻璃的结构特征，建立结构和性能的关系，有助于我们理解这类材料的韧脆机制，进而改善金属玻璃的宏观脆性。前人研究表明金属合金的力学性能和电子结构密切相关，但是目前金属玻璃的相关研究工作极少，这影响了我们对其断裂和塑性变形机理等基本力学问题的深入认识。　　在本论文中，我们合成了一系列具有不同性能特点的金属玻璃体系，并采用标准三点弯曲和压缩实验系统地研究了这些玻璃材料的变形和断裂行为，同时结合其断面形貌进行了分析。研究发现这些金属玻璃体系随微合金化和退火处理发生显著的韧脆转变。为了理解其背后的物理机制，我们运用过剩自由体积理论、泊松比准则，以及Griffith理论模型对裂纹尖端特征形貌的断裂能耗散机制进行了分析，并由此解释了金属玻璃强度和模量强关联的物理本质。我们知道，弹性模量是材料的基本物理参数，与电子结构或成键特性密切相关，因此我们通过27Al和93Nb核磁共振谱系统研究了含Al、Nb元素的金属玻璃及金属间化合物的局域电子结构或结合方式、韧脆转变过程中模量和电子结构的变化及其与力学性能的关系。研究结果表明金属玻璃力学性能随成分和结构弛豫的变化源自其电子态的演化:当sp类金属元素M如Al或Sn元素合金化到过渡金属TM基金属玻璃体系中，TM-M键的柔顺性或移动性可由M原子和TM原子位置的s电子费米能级态密度gs(Ef)评估;参量gs(Ef)的高低取决于M原子的p轨道和TM原子的d轨道杂化程度，进而决定了金属玻璃的本征塑性或脆性。　　本论文通过对金属电子结构的系统研究，找到了一个表征金属玻璃键态特征的有效序参量gs(Ef)，并在此基础上提出了简单的原子结合模型来描述金属玻璃形变和断裂的微观过程，该研究为我们认识金属玻璃的韧脆转变机制和寻求韧性金属玻璃提供了可行的指导蓝图。