总的来说，通过表面自身纳米化可以使材料的组织结构发生改变，并且可以在一定程度上提高样品整体各方面的的性能，在工程应用方面受到了人们的关注，因此其在实际中的运用也十分广泛[13]。

    至于混合法，也就是混合纳米化法，如图2(c)所示，它是指将表面纳米化方法作为基础，在此同时结合化学处理，其主要特点是在材料的表面引入其它的化学成分，这样一来可以在一定程度上提高材料表面层的部分性能，但同时由于引入了不同的化学成分而使得材料的表面成分与原本的粗晶成分有着较大的不同，因此材料表面层的晶粒分布较为均匀，不存在梯度结构，这也是混合纳米化法的缺点所在。

图2  表面纳米化的三种基本方法

1。4  梯度纳米结构材料的性能特点

基于梯度纳米结构的特殊性质，当对材料进行表面纳米化处理后，表面的组织以及结构发生了改变，原本最表层的粗晶粒被细化至纳米尺度，由于纳米微粒的多项特性（强度高、超塑性、量子尺寸效应、小尺寸效应等），其各项性能有了明显的提高，进而使得材料整体性能也随之改变。

1。4。1  表面硬度与耐磨性

对材料进行表面纳米化后，其表面的硬度会得到很大的提高。根据Hall-Petch 关系，材料的硬度以及强度会随着晶粒尺寸发生梯度变化，而且是随着深度的增加，硬度与强度会逐渐降低，在芯部处达到最小，此时材料的表面硬度甚至是芯部粗晶硬度的几倍。除了材料表面结构层晶粒被细化的因素外，通过观察表面结构层的显微结构，我们会发现当中出现了较多的变形孪晶，而孪晶界数量的增多会使位错的运动受到阻碍，这样的话材料的屈服强度就得到了提高，同样使得表面硬度变大。

而经过表面纳米化后材料的耐磨性也与其硬度有关，一定程度上，材料的耐磨性与表面硬度是成正比关系的，也就是说材料表面纳米结构层的硬度相比于芯部粗晶有了极大的提高，那么与之相应，其表面也拥有着比粗晶材料更为优异的耐磨性[14]。然而必须注意的是，虽然材料表面硬度的提高可以改善其耐磨性，但是利用表面机械加工的方法处理样品会使材料表面粗糙度增加，而这样一来就有可能令材料的耐磨性变差。

1。4。2  疲劳性能

我们已经知道当对材料进行表面纳米化处理后，处于纳米结构表层的纳米量级细晶粒会使材料的硬度以及强度得到大幅度提升，然而这并不意味着材料的抗疲劳性能也会随之提升。实际上，如果对普通材料施加一个持续的循环应力，我们会发现疲劳裂纹一般都是在其表面处萌生，而将材料表面纳米化后，表面层的晶粒尺寸会细化至纳米量级，芯部结构不变，仍为粗晶，且从材料表面到芯部的晶粒尺寸在空间上依照梯度进行变化。此时，表面结构层的纳米量级细晶粒能够有效地阻止疲劳裂纹的萌生。另一方面，由于材料芯部依旧为粗晶结构，这种结构所具备的高塑性特点可以使裂纹扩展受到阻碍[8]。因此，材料表面纳米结构层和芯部粗晶结构的共同作用不仅可以阻碍裂纹的萌生，还可以防止其扩展。总体来说，材料表面的梯度纳米结构可以很有效地提升材料的抗疲劳性能。

1。4。3  拉伸性能

对于金属材料，其强度增加会导致塑性下降，因此当金属材料的强度较高时，其塑性一般都比较差，反之亦然，即金属材料不会同时拥有高强度和好的韧塑性，这样的特点很大程度上制约了材料的发展。但是，梯度纳米结构的出现为解决上述问题开辟了全新的道路。文献综述