非晶态合金由于其原子排列长程无序短程有序的特点，因此没有传统意义上的位错等缺陷，故它同时具备玻璃和传统金属的优点，具有独特而优异的物理、化学以及力学性能。然而也正是因为相同原因，其室温脆性是其广泛应用的巨大阻碍。将晶体相引入到非晶基体中制备块体非晶合金复合材料是提高整体块体非晶合金塑性的有效途径。然而，晶体相的存在严重降低了非晶合金的强度。为了达到理想的强度-塑性协同作用，利用激光增材制造技术制备具有梯度枝晶体积分数的层状结构是一个可行的方法。 本项目以Zr39.6Ti33.9Nb7.6Cu6.4Be12.5粉末为模型材料，采用同轴送粉式激光增材制造技术成功地制备了一种新型的具有梯度结构的非晶合金复合材料。为了实现梯度结构的可控制备，首先在激光功率和扫描速率连续变化的情况下，通过激光增材制造技术合成了一系列Zr基非晶合金复合材料样品，确定了线能量密度与枝晶体积分数之间的相关性。其次，采用SEM、TEM、室温拉伸实验、以及显微硬度测试等分析测试手段对块体Zr基非晶合金复合材料的宏观形貌、微观组织和力学性能进行分析，并解释其强度-塑性协同作用的机理。 通过采用激光增材制造单道实验在不同工艺参数下快速合成了一系列非晶合金复合材料样品，并对实验过程进行了温度场有限元模拟。结果表明，激光工艺参数所决定的线能量密度是通过改变冷却速率来对非晶合金复合材料的微观组织进行调控的。在线能量密度与枝晶体积分数之间的函数关系指导下，继续采用激光增材制造技术制备具有梯度枝晶体积分数的层状样品。所得的梯度非晶合金复合材料与其铸态力学性能相比，在不牺牲塑性的情况下，具有显著的屈服强度，这种强度-塑性平衡的规避是由于从第一层到最后一层的塑性变形和断裂过程的顺序所导致的。梯度非晶合金复合材料在拉伸变形过程中也表现出应变硬化阶段和应变软化阶段，这种特殊的变形行为本质上是由应变引起的枝晶的硬化和非晶合金基体的软化之间的竞争所控制的。