W纤维增强Zr基非晶复合材料具有优异的压缩性能，并表现出明显的自锐性，具有良好的应用前景，但是该材料拉伸强度较低，这主要归因于制备复合材料过程中在界面区域引入的残余应力和载荷作用下界面处的应力集中，以及W与非晶基体中Zr等活性元素在界面附近的相互作用。本研究工作以Zr40.08Ti13.30Cu11.84Ni10.07Be24.71合金（记为合金V）和直径0.3 mm的W纤维作为研究对象，通过添加合金元素改善复合材料界面特征，从而提高复合材料力学性能。　　采用规则溶液模型评价和表征原子间的交互作用，为复合材料的界面设计提供理论依据。提出在复合材料界面处形成“阻挡层”韵理念，阻碍W与合金熔体中活性元素之间的交互作用。根据原子间相互作用模型确立了Ta和Nb元素作为合金V的添加元素，在复合材料制备过程中，合金熔体中的Ta或Nb由于与W之间的强交互作用，优先在W表面富集形成阻挡层，从而有效抑制W与基体中Zr的相互作用。然而Ta元素虽然抑制W基片的溶解和W-Zr反应，但会导致W-Ta之间的反应，对界面改善效果不理想。Nb元素的添加则将W基片的溶解和界面反应均向高温阶段推移，对抑制界面反应效果显著。此外，在多个Zr基和Cu基体系中的实验结果表明原子间相互作用机制具有一定的普适性。　　采用座滴法研究Nb元素添加量对合金与W基片之间润湿行为的影响。润湿热力学研究表明Nb的添加对稳态接触角影响不明显，合金与W润湿性良好;基片表面的粗糙度会阻碍液滴的铺展。润湿动力学研究表明液滴铺展主要受粘滞阻力控制，而前驱膜形成机制为扩散，主要受低温流体动力学控制，并且前驱膜形成与液滴铺展为两个相对独立的过程。　　以合金V为基体，利用熔体浸渗法制备密排W纤维增强Zr基非晶复合材料，系统研究制备条件对复合材料的界面特征、纤维内部结构及非晶基体性质的影响。高温浸渗或延长保温时间会使界面处形成硬质脆性W2Zr相，并且对非晶基体性质有明显影响，但对W纤维内部结构影响不大，纤维中心呈<101>取向织构，而边缘晶粒取向杂乱。复合材料呈现明显的拉压不对称性，压缩载荷下复合材料发生劈裂，未发生明显界面反应时裂纹在W纤维排列最近邻处萌生，并在W纤维内部沿晶界向邻位、间位或对位扩展。在1123 K浸渗5～15 min制备的复合材料抗压强度约2850 MPa，塑性应变约24％。通过对W纤维进行热处理增强纤维中<101>取向织构，可进一步改善复合材料抗压强度和塑性。拉伸载荷下复合材料发生正断，无明显塑性变形，在垂直于轴向的面内扩展的裂纹对复合材料破坏起主导作用，而平行于加载轴方向的裂纹起协调和连通作用，在1073～1123K浸渗5 min复合材料断裂强度可达约2200MPa。　　合金中添加Nb元素后复合材料界面处形成明显的富Nb层，这对W纤维表面的侵蚀和界面反应起到显著的抑制作用，使得界面特征得到改善。在拉伸、压缩和弯曲载荷下，复合材料性能均得到提高，弯曲载荷下复合材料破坏方式主要受拉伸作用控制，Nb的添加使界面结合强度大于W纤维内部晶界强度，因而拉伸和弯曲载荷下平行于轴向的裂纹扩展路径从界面处向W纤维内部转移，有效延缓横向裂纹的连通，提高复合材料力学性能。使用顶出法对界面剪切强度进行测试，通过Weibull统计对界面剪切强度分布进行分析，结果表明添加Nb元素后复合材料界面剪切强度和安全使用值均大幅提高。