强塑性变形法（SPD）通过使材料产生强烈塑性变形，将晶粒细化至纳米量级。如：等通道转角挤压、高压扭转、叠轧复合技术等。强塑性变形制备亚微米和纳米材料已引起了材料研究学者广泛的兴趣，并且对于不同强塑性变形方法导致的微观结构及晶粒细化机制进行了深入地研究。但用SPD方法制备的晶粒尺寸均大于100nm。
表面机械研磨处理（SMAT）是近几年新发展起来的通过强塑性变形使原始粗晶晶粒细化至纳米量级的技术，最小平均晶粒尺寸可达到10nm。它不同于其他的强塑性变形方法和普通的喷丸技术，具有其独特的特征，目前利用表面机械研磨技术已经在一些金属和合金中实现了表面纳米化。科研人员以具有高层错能的密排六方金属工业纯钛（TA2）为样品，研究分析了工业纯钛经SMAT强塑性变形后的微观组织变化。
SMAT技术的工作原理是：在一个密闭容器中放置大量的球形弹丸，容器的上部固定试样，下部与振动发生装置相连，工作时弹丸在容器内部作高速振动运动，并以随机的方向与试样发生碰撞，通过强塑性变形使材料表面纳米化。处理时可以通过改变弹丸大小、振动频率来调节弹丸撞击材料表面能量的大小。SMAT技术可以在材料宏观变形量很小的情况下，在材料表面累积巨大的微观变形量。
实验结果表明，SMAT技术可使晶粒最小尺寸达到10nm。SMAT和其他强塑性变形方式得到的晶粒尺寸相差一个数量级，其根本原因在于应变速率和载荷方向；两种变形方式下晶粒细化机制的差异，是由于在室温条件下高应变速率增加了位错滑移的临界分切应力，使SMAT方式的孪生更容易发生；动态再结晶在SMAT晶粒细化过程中起着重要的作用。（晓红）


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