由Archard磨损定律可知，材料耐磨性与材料表面的硬度成正比。因此，材料表层梯度纳米结构可以提高材料的耐磨性。在干摩擦滑动下，经SMAT的纯Cu[11]，低碳钢[12]等的耐磨性均有不同程度的提高。但是，表层具有梯度纳米结构的材料，其表面的高硬度并非都能显著提高材料的耐磨性。在干摩擦条件下，即使304L不锈钢的表层形成梯度纳米晶粒结构也不能够提高其耐磨性[13]。

1。2。2  疲劳性能

多晶材料的晶粒尺寸细化至纳米量级并不一定能提高其抗疲劳性能。实验结果表明， 具有超细晶结构（晶粒尺寸在亚微米量级）的纯Cu材料，其低周疲劳性能不如粗晶材料，而高周疲劳性能则优于粗晶材料。

1。2。3  表面变形粗糙度

由于晶粒之间变形的不均匀性，材料变形后粗糙度会有所增加。这种现象称之为“橘皮现象”。表面粗糙会产生应力集中和微裂纹或成为裂纹萌生的源头，影响金属材料的深加工行为。

如果材料表层具有梯度纳米结构，纳米晶粒结构的存在会有效抑制变形的不均匀性，从而抑制“橘皮现象”的产生。实验结果表明，具有梯度纳米结构表层的纯Cu材料，拉伸前其表面粗糙度为0。3 mm，拉伸至断裂后表面粗糙度保持不变，没有出现“橘皮现象”[10]。 

1。3  纯铜梯度纳米结构研究现状

1。4  退火对纳米材料的影响

纳米材料具有一定的热稳定性才能够维持其特有的优异性能。退火处理后纳米材料可能会发生位错的回复、晶粒的长大，更有甚者发生相变。这些变化都将会导致材料表面硬度下降，强度下降以及疲劳性能的下降，从而使纳米材料失去其具有的独特性能。退火温度、退火时间、残余应力以及晶体内的缺陷等均会对材料表面纳米层的热稳定性造成影响[20]。

有研究表明，对纯铁进行表面机械研磨处理后，表层的纳米结构具有一定的热稳定性[21]。在450℃下退火2h后，纯铁的晶粒有一定的长大，晶粒尺寸在10nm到45nm之间。当退火温度为500℃，退火时间同样为2h时，纯铁的晶粒发生明显的长大，表层的纳米结构的热稳定性遭到破坏。文献综述

1。5  本文研究的内容

纳米材料表现出的独特性能掀起了纳米材料和纳米技术研究的热潮。经过几十年的研究，人们对纳米材料和纳米技术有了更加深入的了解。由于纳米材料制备方法较为苛刻复杂，设备昂贵，生产效率不高，生产成本高，某些技术难题还未得到解决等这些客观原因的存在，目前为止还未能得到广泛的应用。表面纳米化技术被认识是目前最具应用前景的纳米技术之一。表面纳米化制备梯度纳米结构材料方法简单，成本低，实际应用性强，并且梯度纳米结构具有特异的性质，这些都促使表面纳米化技术受到了研究人员的广泛关注。

本文通过旋转加速喷丸（RASP)在纯铜表面制备梯度纳米结构，并且在不同的温度下，对这些梯度纳米结构铜进行退火处理。对梯度纳米结构纯铜样品进行拉伸测试，结合硬度测试以及断口SEM分析、组织SEM分析，研究退火温度对梯度纳米结构纯铜性能的影响，对其热稳定性进行探究。