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金属材料表面自身纳米化，简单地说，是指对于具有多晶结构的金属材料，在外部弹丸的持续轰击下，其表面可以由粗晶组织逐渐细化至纳米晶组织。表面自身纳米化后，金属材料的主要特征是：晶粒尺寸从表面起沿厚度方向逐渐增大；纳米结构表层与基体之间没有明显的界面；处理前后材料的外形尺寸基本不变。 在表面以下约100μm的深度内，组织内部发生了巨大变化，产生了一个梯度变形区域。按照晶粒尺寸不同，变形区域可以划分如下：纳米晶层(0-15m)、亚微晶层(15-40m)、微晶层(40-60m)和存在塑性变形的过渡层(60-110m)。表面纳米化处理后，纯铁表面的透射电镜形貌，可见纯铁表面形成了尺寸为10-20 nm、晶体学取向呈随机分布的等轴状纳米晶。 表面纳米化改变了材料表面的结构，表面纳米晶之间形成高体积分数的界面为元素扩散提供了理想通道，使得材料表面的化学处理更容易进行。例如纯铁进行普通渗氮处理时，温度大于500℃，时间大于20小时，而对表面纳米化处理后的纯铁只需在300℃下渗氮处理9小时即可。渗铬处理时，对于表面纳米化处理后的纯铁，铬的扩散性能比在常规铁中的扩散系数高9个量级，比在常规铁晶界中的扩散系数高5个量级。 | 
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发表于 2013-4-17 15:53:51