3。1  金相组织分析 12

3。2  样品硬度分析 14

3。3 样品的拉伸性能分析 15

结  论 17

致  谢 18

参 考 文 献 19

1  绪论

1。1  纳米材料与纳米技术

    在过去的一段时间内，人们对于纳米材料以及纳米技术等方面的研究都异常活跃，而这主要取决于纳米材料独特的结构与更为优异的性能[1]，通过对纳米材料进行研究，不仅进一步加深了人们对于功能材料基本结构的认知，同时也为新一代具有高性能材料的设计与开发提供了物质以及技术基础。

    纳米材料是纳米级结构材料的简称，其是指物质结构在三维空间当中至少有一维处在纳米量级的范围内（1nm～100nm）或者由它们作为基本单元构成的且具备特殊性质的材料。由于其尺寸与电子的相干长度接近，因此强相干现象所带来的自组织会使得其性质发生很大的变化。同时，由于它的尺度已经接近光的波长以及具有的大表面特殊效应，再加上其含有大量的晶界或者其它界面的显著结构特点使得它表现出的物理化学性能以及力学性能与普通的粗晶结构材料有着明显的差异。

    纳米技术是一种研究结构尺寸位于1纳米至100纳米范围内材料的性质以及应用的技术，它的基本思想是在分子水平上，通过操纵原子来控制物质的结构。目前，纳米技术已经成功应用于诸多领域，例如医药、光学、制造业以及国防等，其应用前景非常广阔，同时还存在着很大的经济效益。虽然纳米技术当前仍然处于实验研究阶段，并且纳米材料无法进行大规模的工业化生产，在现实生活中也不能被普遍应用，但是它已经受到了越来越多的学者以及科研人员的重视，影响力与日俱增，在不久的将来也会很大程度地推动社会与科技的发展。

1。2  梯度纳米结构材料

    根据之前三十多年的研究成果，我们知道了纳米结构材料的硬度以及强度通常都很高，被认作是一种开发高强度材料的新途径。然而在另一方面，虽然纳米结构材料的硬度与强度有了明显的提高，但是与之伴随而来的还有其韧性和塑性的明显降低、结构不再稳定以及加工硬化能力的消失，而这些恶化的性能对于纳米结构材料的应用与发展有很多不利的影响[2]。这样一来，就需要找到其它相应的解决方法在最大程度上发挥纳米结构性能优势的同时也可以克服其性能缺点，因此对于梯度纳米结构材料的研究也就顺理成章了。就目前各方面的研究状况来看，我们可以利用纳米结构的多级构筑来实现上述目的，而梯度纳米结构就是其中一种十分重要的构筑类型。

    所谓梯度纳米结构材料，其是指在材料表面制备具有一定厚度的纳米结构层，而材料的内部依然是粗晶结构，并且二者之间的结构单元尺寸在空间上是按照梯度进行连续变化的[3]。从实质上来讲，由于梯度纳米结构材料的晶界密度在空间上呈现梯度变化，对应的，其所拥有的诸多物理化学性质也呈现梯度变化。众所周知，材料的很多性能都可以随着结构单元特征尺寸的变化而变化，尤其是当结构单元尺寸降低至纳米量级时其性能变化非常显著。另外一方面，由于纳米结构材料自身存在着一些较为独特的理化性能，这也就使得梯度纳米结构具备了一些全新的功能与特性，梯度纳米结构材料的组织特征示意图如图1所示。梯度纳米结构材料最大的特点就在于其表面的纳米结构层，由于纳米结构层内为细化到纳米尺度的细晶粒，与材料内部的粗晶粒相比有着更为优异的力学性能，从而可以很大程度上改善材料的整体力学性能，进而在工业应用方面上发挥出更大的作用。基于这些原因，梯度纳米结构材料成为了近些年来学者们的研究热点。